JP2002228144A - バーナ用蓄熱器及び高温リジェネラジアントチューブバーナ - Google Patents
バーナ用蓄熱器及び高温リジェネラジアントチューブバーナInfo
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- Air Supply (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】「１５００℃」前後の高温の燃焼排ガスに耐え
られ、急激な温度変化にも耐えられるバーナ用蓄熱器を
得ること。 【解決手段】バーナの排ガス通路に設けられる蓄熱器１
０は、バーナによる燃焼排ガスの温度を下げるために使
用される。蓄熱器１０は、複数の蓄熱体１６Ａ，１６
Ｂ，１６Ｃを直列に並べて構成される。そのうち燃焼排
ガスの流れに対する前段の蓄熱体１６Ａは、コージエラ
イトよりも耐熱性のあるセラミック材料により成形した
ものである。前段以降の蓄熱体１６Ｂ，１６Ｃは、コー
ジエライトをハニカム状に成形したものである。特に、
前段の蓄熱体１６Ａは、チタン酸アルミをフォーム状に
成形したものとなっている。
られ、急激な温度変化にも耐えられるバーナ用蓄熱器を
得ること。 【解決手段】バーナの排ガス通路に設けられる蓄熱器１
０は、バーナによる燃焼排ガスの温度を下げるために使
用される。蓄熱器１０は、複数の蓄熱体１６Ａ，１６
Ｂ，１６Ｃを直列に並べて構成される。そのうち燃焼排
ガスの流れに対する前段の蓄熱体１６Ａは、コージエラ
イトよりも耐熱性のあるセラミック材料により成形した
ものである。前段以降の蓄熱体１６Ｂ，１６Ｃは、コー
ジエライトをハニカム状に成形したものである。特に、
前段の蓄熱体１６Ａは、チタン酸アルミをフォーム状に
成形したものとなっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、バーナに
よる燃焼排ガスの温度を下げるために使用されるバーナ
用蓄熱器及びその蓄熱器を使用した高温リジェネラジア
ントチューブバーナに関するものである。
よる燃焼排ガスの温度を下げるために使用されるバーナ
用蓄熱器及びその蓄熱器を使用した高温リジェネラジア
ントチューブバーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば、リジェネラジアント
チューブバーナ（以下「リジェネラジアントチューブバ
ーナ」と称する。）等の高温バーナとして、その燃焼排
ガス通路に排ガス温度を下げるための蓄熱器を設けたも
のがある。
チューブバーナ（以下「リジェネラジアントチューブバ
ーナ」と称する。）等の高温バーナとして、その燃焼排
ガス通路に排ガス温度を下げるための蓄熱器を設けたも
のがある。
【０００３】図１１に、従来のリジェネラジアントチュ
ーブバーナ５０の全体概略図を示す。このバーナ５０
は、Ｕ字状又はＷ字状又は直管状をなすラジアントチュ
ーブ１と、そのチューブ１の両端部に設けられた一対の
バーナガン２と、各バーナガン２に燃料ガスと一次空気
を供給するための一対の管継手３と、ラジアントチュー
ブ１の各端部へ二次空気を供給すると共に、同チューブ
１の各端部から燃焼排ガスを排出するために切り換えら
れる一対の三方切換弁４と、ラジアントチューブ１の両
端部に設けられた一対の蓄熱器５とを備える。ここで、
両蓄熱器５は、コージエライトをハニカム状に成形して
なる蓄熱体６を複数直列に並べたものである。
ーブバーナ５０の全体概略図を示す。このバーナ５０
は、Ｕ字状又はＷ字状又は直管状をなすラジアントチュ
ーブ１と、そのチューブ１の両端部に設けられた一対の
バーナガン２と、各バーナガン２に燃料ガスと一次空気
を供給するための一対の管継手３と、ラジアントチュー
ブ１の各端部へ二次空気を供給すると共に、同チューブ
１の各端部から燃焼排ガスを排出するために切り換えら
れる一対の三方切換弁４と、ラジアントチューブ１の両
端部に設けられた一対の蓄熱器５とを備える。ここで、
両蓄熱器５は、コージエライトをハニカム状に成形して
なる蓄熱体６を複数直列に並べたものである。
【０００４】このリジェネラジアントチューブバーナ５
０は、各バーナガン２に燃料ガスと一次空気を所定時間
間隔で切り換えて供給して燃焼させるものである。燃焼
は、ラジアントチューブ１の一端部で一方のバーナガン
２により行われ、同チューブ１の他端部の蓄熱器５及び
三方切換弁４を通じて燃焼排ガスが外部へと排出され
る。その後に各三方切換弁４が切り換えられると、燃料
ガスと一次空気の供給が切り換えられて、ラジアントチ
ューブ１の他端部のバーナガン２により燃焼が行われ、
反対側の蓄熱器５及び三方切換弁４を通じて燃焼ガスが
外部へ排出される。このように燃焼排ガスを蓄熱器５に
通すことにより、燃焼排ガスの温度を下げるようにして
いる。又、二次空気を蓄熱器５の余熱を利用して加熱す
ることにより、燃焼効率を高めるようにしている。ここ
では、ラジアントチューブ１が間接加熱の高温工業炉と
して使用される。
０は、各バーナガン２に燃料ガスと一次空気を所定時間
間隔で切り換えて供給して燃焼させるものである。燃焼
は、ラジアントチューブ１の一端部で一方のバーナガン
２により行われ、同チューブ１の他端部の蓄熱器５及び
三方切換弁４を通じて燃焼排ガスが外部へと排出され
る。その後に各三方切換弁４が切り換えられると、燃料
ガスと一次空気の供給が切り換えられて、ラジアントチ
ューブ１の他端部のバーナガン２により燃焼が行われ、
反対側の蓄熱器５及び三方切換弁４を通じて燃焼ガスが
外部へ排出される。このように燃焼排ガスを蓄熱器５に
通すことにより、燃焼排ガスの温度を下げるようにして
いる。又、二次空気を蓄熱器５の余熱を利用して加熱す
ることにより、燃焼効率を高めるようにしている。ここ
では、ラジアントチューブ１が間接加熱の高温工業炉と
して使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
リジェネラジアントチューブバーナ５０では、炉内温度
を上げるために各バーナガン２での燃焼温度を高めた場
合、燃焼排ガスの温度も高くなる。このため、燃焼排ガ
スが通る蓄熱体の耐熱性が問題となる。特に、燃焼排ガ
スの流れに対する前段に位置する蓄熱体６は、前段以外
の蓄熱体６よりも高温にさらされることになり、溶損や
破壊が発生しやすくなる。
リジェネラジアントチューブバーナ５０では、炉内温度
を上げるために各バーナガン２での燃焼温度を高めた場
合、燃焼排ガスの温度も高くなる。このため、燃焼排ガ
スが通る蓄熱体の耐熱性が問題となる。特に、燃焼排ガ
スの流れに対する前段に位置する蓄熱体６は、前段以外
の蓄熱体６よりも高温にさらされることになり、溶損や
破壊が発生しやすくなる。
【０００６】例えば、従来は、このバーナ５０が「９５
０℃」の炉内温度で使用されていたのを、「１２００
℃」を越える高温の炉内温度で使用しようとした場合、
前段に位置する蓄熱体６が高温の燃焼排ガスに耐え切れ
ずに溶けたり壊れたりするおそれがある。特に、このバ
ーナ５０では、各バーナガン２で燃焼と休止が交互に繰
り返されることから、各蓄熱器５ではヒートサイクルに
よる急激な温度変化が繰り返されることになり、熱衝撃
による破壊を受け易くなる。
０℃」の炉内温度で使用されていたのを、「１２００
℃」を越える高温の炉内温度で使用しようとした場合、
前段に位置する蓄熱体６が高温の燃焼排ガスに耐え切れ
ずに溶けたり壊れたりするおそれがある。特に、このバ
ーナ５０では、各バーナガン２で燃焼と休止が交互に繰
り返されることから、各蓄熱器５ではヒートサイクルに
よる急激な温度変化が繰り返されることになり、熱衝撃
による破壊を受け易くなる。
【０００７】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その第１の目的は、「１５００℃」前後の高温
の燃焼排ガスに耐えられるバーナ用蓄熱器及びそれを備
えた高温リジェネラジアントチューブバーナを提供する
ことにある。この発明の第２の目的は、第１の目的に加
え、急激な温度変化にも耐えられるバーナ用蓄熱器及び
それを備えた高温リジェネラジアントチューブバーナを
提供することにある。
であり、その第１の目的は、「１５００℃」前後の高温
の燃焼排ガスに耐えられるバーナ用蓄熱器及びそれを備
えた高温リジェネラジアントチューブバーナを提供する
ことにある。この発明の第２の目的は、第１の目的に加
え、急激な温度変化にも耐えられるバーナ用蓄熱器及び
それを備えた高温リジェネラジアントチューブバーナを
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に記載の発明は、バーナによる燃焼
排ガスの温度を下げるために使用され、コージエライト
をハニカム状に成形してなる蓄熱体を複数直列に並べた
バーナ用蓄熱器において、複数の蓄熱体のうち燃焼排ガ
スの流れに対する前段の蓄熱体を、コージエライトより
も耐熱性のあるセラミック材料により成形したものとし
たことを趣旨とする。
るために、請求項１に記載の発明は、バーナによる燃焼
排ガスの温度を下げるために使用され、コージエライト
をハニカム状に成形してなる蓄熱体を複数直列に並べた
バーナ用蓄熱器において、複数の蓄熱体のうち燃焼排ガ
スの流れに対する前段の蓄熱体を、コージエライトより
も耐熱性のあるセラミック材料により成形したものとし
たことを趣旨とする。
【０００９】上記発明の構成によれば、蓄熱器において
燃焼排ガスにより最も高温となる前段の蓄熱体が、前段
以降の蓄熱体のコージエライトよりも耐熱性のあるセラ
ミック材料により成形されるので、蓄熱器全体としての
耐熱性が高まる。又、前段の蓄熱体をコージエライトよ
りも耐熱性のあるセラミック材料により成形したので、
従来の蓄熱器からの改良が容易となる。
燃焼排ガスにより最も高温となる前段の蓄熱体が、前段
以降の蓄熱体のコージエライトよりも耐熱性のあるセラ
ミック材料により成形されるので、蓄熱器全体としての
耐熱性が高まる。又、前段の蓄熱体をコージエライトよ
りも耐熱性のあるセラミック材料により成形したので、
従来の蓄熱器からの改良が容易となる。
【００１０】上記第２の目的を達成するために、請求項
２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前
段の蓄熱体は、チタン酸アルミをフォーム状に成形した
ものであることを趣旨とする。ここで、フォーム状と
は、規則的なハニカム構造とは異なり不規則な多孔質を
意味する。
２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前
段の蓄熱体は、チタン酸アルミをフォーム状に成形した
ものであることを趣旨とする。ここで、フォーム状と
は、規則的なハニカム構造とは異なり不規則な多孔質を
意味する。
【００１１】上記発明の構成によれば、請求項１に記載
の発明の作用に加え、前段の蓄熱体がチタン酸アルミに
よりフォーム状に成形されるので、熱膨張及び熱収縮に
よる破壊を受け難くなる。
の発明の作用に加え、前段の蓄熱体がチタン酸アルミに
よりフォーム状に成形されるので、熱膨張及び熱収縮に
よる破壊を受け難くなる。
【００１２】上記第２の目的を達成するために、請求項
３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前
段の蓄熱体は、炭化珪素を複数孔のあいたプレート状に
成形してなる成形体を複数積層したものであることを趣
旨とする。
３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前
段の蓄熱体は、炭化珪素を複数孔のあいたプレート状に
成形してなる成形体を複数積層したものであることを趣
旨とする。
【００１３】上記発明の構成によれば、請求項１に記載
の発明の作用に加え、前段の蓄熱体が、炭化珪素を複数
孔のあいたプレート状に成形してなる成形体を複数積層
したものであることから、各成形体が相対的に薄くな
り、熱膨張及び熱収縮による破壊を受け難くなる。
の発明の作用に加え、前段の蓄熱体が、炭化珪素を複数
孔のあいたプレート状に成形してなる成形体を複数積層
したものであることから、各成形体が相対的に薄くな
り、熱膨張及び熱収縮による破壊を受け難くなる。
【００１４】上記第２の目的を達成するために、請求項
４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前
段の蓄熱体は、前段以外の蓄熱体と、炭化珪素を複数孔
のあいたプレート状に成形した成形体との間に、複数の
アルミナボールを詰めてなるものであることを趣旨とす
る。
４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前
段の蓄熱体は、前段以外の蓄熱体と、炭化珪素を複数孔
のあいたプレート状に成形した成形体との間に、複数の
アルミナボールを詰めてなるものであることを趣旨とす
る。
【００１５】上記発明の構成によれば、請求項１に記載
の発明の作用に加え、前段の蓄熱体が、複数のアルミナ
ボールと、炭化珪素よりなるプレート状の成形体とによ
り構成したことから、個々のアルミナボールで熱膨張及
び熱収縮が許容され、成形体が相対的に薄いことから、
一つの蓄熱体として熱膨張及び熱収縮による破壊を受け
難くなる。
の発明の作用に加え、前段の蓄熱体が、複数のアルミナ
ボールと、炭化珪素よりなるプレート状の成形体とによ
り構成したことから、個々のアルミナボールで熱膨張及
び熱収縮が許容され、成形体が相対的に薄いことから、
一つの蓄熱体として熱膨張及び熱収縮による破壊を受け
難くなる。
【００１６】上記第１及び第２の目的を達成するため
に、請求項５に記載の発明は、ラジアントチューブと、
そのラジアントチューブの両端部に設けられた一対のバ
ーナガンと、各バーナガンに燃料ガスと一次空気を供給
するための供給手段と、ラジアントチューブの各端部へ
二次空気を供給すると共に、同チューブの各端部から燃
焼排ガスを排出するために切り換えられる切換弁と、ラ
ジアントチューブの両端部に設けられた一対の蓄熱器と
を備えた高温リジェネラジアントチューブバーナにおい
て、各蓄熱器に、請求項１乃至請求項４の何れか一つに
記載のバーナ用蓄熱器を使用したことを趣旨とする。
に、請求項５に記載の発明は、ラジアントチューブと、
そのラジアントチューブの両端部に設けられた一対のバ
ーナガンと、各バーナガンに燃料ガスと一次空気を供給
するための供給手段と、ラジアントチューブの各端部へ
二次空気を供給すると共に、同チューブの各端部から燃
焼排ガスを排出するために切り換えられる切換弁と、ラ
ジアントチューブの両端部に設けられた一対の蓄熱器と
を備えた高温リジェネラジアントチューブバーナにおい
て、各蓄熱器に、請求項１乃至請求項４の何れか一つに
記載のバーナ用蓄熱器を使用したことを趣旨とする。
【００１７】上記発明の構成によれば、高温リジェネラ
ジアントチューブバーナで使用される各蓄熱器につき全
体として耐熱性が高まる。又、高温リジェネラジアント
チューブバーナのヒートサイクルにより各蓄熱器に対す
る加熱が周期的に繰り返されても、一つの蓄熱器として
熱膨張及び熱収縮による破壊を受け難くなる。
ジアントチューブバーナで使用される各蓄熱器につき全
体として耐熱性が高まる。又、高温リジェネラジアント
チューブバーナのヒートサイクルにより各蓄熱器に対す
る加熱が周期的に繰り返されても、一つの蓄熱器として
熱膨張及び熱収縮による破壊を受け難くなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明のバーナ用蓄熱器及びそれを使用した高温リジェネラ
ジアントチューブバーナを具体化した第１の実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。
明のバーナ用蓄熱器及びそれを使用した高温リジェネラ
ジアントチューブバーナを具体化した第１の実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】図１に、本実施の形態の高温リジェネラジ
アントチューブバーナ２０を平面図に示す。このバーナ
２０の基本構成は、図１１に示す従来のそれと同じであ
る。即ち、このバーナ２０は、Ｕ字状をなすラジアント
チューブ１と、そのチューブ１の両端部に設けられた一
対のバーナガン２と、各バーナガン２に燃料ガスと一次
空気を供給するための供給手段としての一対の管継手３
と、ラジアントチューブ１の各端部へ二次空気を供給す
ると共に、同チューブ１の各端部から燃焼排ガスを排出
するために切り換えられる一対の三方切換弁４と、ラジ
アントチューブ１の両端部に設けられた一対の蓄熱器１
０とを備える。
アントチューブバーナ２０を平面図に示す。このバーナ
２０の基本構成は、図１１に示す従来のそれと同じであ
る。即ち、このバーナ２０は、Ｕ字状をなすラジアント
チューブ１と、そのチューブ１の両端部に設けられた一
対のバーナガン２と、各バーナガン２に燃料ガスと一次
空気を供給するための供給手段としての一対の管継手３
と、ラジアントチューブ１の各端部へ二次空気を供給す
ると共に、同チューブ１の各端部から燃焼排ガスを排出
するために切り換えられる一対の三方切換弁４と、ラジ
アントチューブ１の両端部に設けられた一対の蓄熱器１
０とを備える。
【００２０】このバーナ２０は、各バーナガン２に燃料
ガスと一次空気を所定時間（例えば「３０秒」）間隔で
切り換えて供給して燃焼を行わせるものである。ラジア
ントチューブ１の一端部で燃焼が行われるとき、その燃
焼排ガスは、同チューブ１の他端部の蓄熱器１０を通っ
て一方の三方切換弁４へ流れ、外部へ排出される。燃焼
排ガスを排出側の蓄熱器１０に通すことにより、燃焼排
ガスの温度を下げることができる。燃焼側の蓄熱器１０
では、その蓄熱器１０の余熱を利用して二次空気を加熱
することにより、バーナガン２での燃焼効率を高めるこ
とができる。このバーナ２０は、ラジアントチューブ１
が間接加熱の高温工業炉として使用されるものであり、
従来の「９５０℃」よりも高い「１２００℃」を越える
高温の炉内温度で使われる。
ガスと一次空気を所定時間（例えば「３０秒」）間隔で
切り換えて供給して燃焼を行わせるものである。ラジア
ントチューブ１の一端部で燃焼が行われるとき、その燃
焼排ガスは、同チューブ１の他端部の蓄熱器１０を通っ
て一方の三方切換弁４へ流れ、外部へ排出される。燃焼
排ガスを排出側の蓄熱器１０に通すことにより、燃焼排
ガスの温度を下げることができる。燃焼側の蓄熱器１０
では、その蓄熱器１０の余熱を利用して二次空気を加熱
することにより、バーナガン２での燃焼効率を高めるこ
とができる。このバーナ２０は、ラジアントチューブ１
が間接加熱の高温工業炉として使用されるものであり、
従来の「９５０℃」よりも高い「１２００℃」を越える
高温の炉内温度で使われる。
【００２１】図２には、各バーナガン２のノズル先端部
１３を拡大して示す。各バーナガン２は二重管構造をな
し、その内管１４に燃料ガスが、外管１５に一次空気が
供給される。ノズル先端部１３では、燃料ガスと一次空
気とが混合される。
１３を拡大して示す。各バーナガン２は二重管構造をな
し、その内管１４に燃料ガスが、外管１５に一次空気が
供給される。ノズル先端部１３では、燃料ガスと一次空
気とが混合される。
【００２２】このバーナ２０は、従来よりも高温の条件
下で使われることから、その蓄熱器１０を従来のそれよ
りも溶損や破壊に強いものにする必要がある。そこで、
この実施の形態では、各蓄熱器１０が以下のような構成
される。
下で使われることから、その蓄熱器１０を従来のそれよ
りも溶損や破壊に強いものにする必要がある。そこで、
この実施の形態では、各蓄熱器１０が以下のような構成
される。
【００２３】図３には、ラジアントチューブ１の中の蓄
熱器１０を断面図に示す。この蓄熱器１０は、バーナガ
ン２の外管１５を中心に配置された三つの蓄熱体１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを備える。従来の蓄熱器１０は、コ
ージエライトをハニカム状に成形してなる蓄熱体を複数
直列に並べて構成されていた。これに対し、この実施の
形態では、三つの蓄熱体１６Ａ〜１６Ｃのうち、燃焼排
ガスの流れに対する前段に位置する蓄熱体１６Ａが、コ
ージエライトよりも耐熱性のあるセラミック材料により
成形されたものとなっている。
熱器１０を断面図に示す。この蓄熱器１０は、バーナガ
ン２の外管１５を中心に配置された三つの蓄熱体１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを備える。従来の蓄熱器１０は、コ
ージエライトをハニカム状に成形してなる蓄熱体を複数
直列に並べて構成されていた。これに対し、この実施の
形態では、三つの蓄熱体１６Ａ〜１６Ｃのうち、燃焼排
ガスの流れに対する前段に位置する蓄熱体１６Ａが、コ
ージエライトよりも耐熱性のあるセラミック材料により
成形されたものとなっている。
【００２４】具体的には、前段の蓄熱体１６Ａは、耐熱
性のあるセラミック材料としてのチタン酸アルミをフォ
ーム状に成形したものである。フォーム状とは、規則的
なハニカム構造とは異なり、不規則な多孔質を意味す
る。図４には、この蓄熱体１６Ａの平面図を、図５に
は、蓄熱体１６Ａの断面図をそれぞれ示す。図４，５に
は、フォーム状の形態が示されないが、この蓄熱体１６
Ａは、基材に樹脂材料を混ぜ合わせて型取りし、それを
焼成して樹脂だけを飛ばすことにより不規則な多孔質を
有するものとなっている。
性のあるセラミック材料としてのチタン酸アルミをフォ
ーム状に成形したものである。フォーム状とは、規則的
なハニカム構造とは異なり、不規則な多孔質を意味す
る。図４には、この蓄熱体１６Ａの平面図を、図５に
は、蓄熱体１６Ａの断面図をそれぞれ示す。図４，５に
は、フォーム状の形態が示されないが、この蓄熱体１６
Ａは、基材に樹脂材料を混ぜ合わせて型取りし、それを
焼成して樹脂だけを飛ばすことにより不規則な多孔質を
有するものとなっている。
【００２５】図６に、チタン酸アルミよりなる蓄熱体の
諸元をコージエライトよりなる蓄熱体と比較して表に示
す。この表には、蓄熱体の化学組成、熱膨張率、比熱、
使用温度、寸法、体積、重量及び熱容量等が比較して例
示される。コージエライトの蓄熱体の熱膨張率が「１．
０×１０-6／℃」であるのに対し、チタン酸アルミの蓄
熱体の熱膨張率は「２．６×１０-6／℃」となってい
る。又、コージエライトの蓄熱体の実用上の使用温度限
界が「１２００℃」であるのに対し、チタン酸アルミの
蓄熱体の軟化温度は「１５９０℃」となっている。
諸元をコージエライトよりなる蓄熱体と比較して表に示
す。この表には、蓄熱体の化学組成、熱膨張率、比熱、
使用温度、寸法、体積、重量及び熱容量等が比較して例
示される。コージエライトの蓄熱体の熱膨張率が「１．
０×１０-6／℃」であるのに対し、チタン酸アルミの蓄
熱体の熱膨張率は「２．６×１０-6／℃」となってい
る。又、コージエライトの蓄熱体の実用上の使用温度限
界が「１２００℃」であるのに対し、チタン酸アルミの
蓄熱体の軟化温度は「１５９０℃」となっている。
【００２６】以上説明したようにこの実施の形態によれ
ば、各蓄熱器１０において燃焼排ガスを受けて最も高温
となる前段の蓄熱体１６Ａが、前段以外の蓄熱体１６
Ｂ，１６Ｃのコージエライトよりも耐熱性のあるセラミ
ック材料により成形されるので、蓄熱器１０の全体とし
ての耐熱性が高くなる。これにより、「１５００℃」前
後の高温の燃焼排ガスに耐えられる蓄熱器１０を得るこ
とができる。又、前段の蓄熱体１６Ａをコージエライト
よりも耐熱性のあるセラミック材料により成形している
ので、従来の蓄熱器５からの改良が容易となる。このた
め、本実施の形態の蓄熱器１０では、従来の蓄熱器５に
対して製造コストの高騰を抑えることができるようにな
る。
ば、各蓄熱器１０において燃焼排ガスを受けて最も高温
となる前段の蓄熱体１６Ａが、前段以外の蓄熱体１６
Ｂ，１６Ｃのコージエライトよりも耐熱性のあるセラミ
ック材料により成形されるので、蓄熱器１０の全体とし
ての耐熱性が高くなる。これにより、「１５００℃」前
後の高温の燃焼排ガスに耐えられる蓄熱器１０を得るこ
とができる。又、前段の蓄熱体１６Ａをコージエライト
よりも耐熱性のあるセラミック材料により成形している
ので、従来の蓄熱器５からの改良が容易となる。このた
め、本実施の形態の蓄熱器１０では、従来の蓄熱器５に
対して製造コストの高騰を抑えることができるようにな
る。
【００２７】この実施の形態の蓄熱器１０では、前段の
蓄熱体１６Ａがチタン酸アルミによりフォーム状に成形
されるので、コージエライトによりハニカム状に成形し
た蓄熱体１６Ｂ，１６Ｃに比べ、熱膨張率は大きいもの
の、熱膨張及び熱収縮による破壊を受け難くなる。この
ため、全体として急激な温度変化にも耐えられる蓄熱器
１０を得ることができる。
蓄熱体１６Ａがチタン酸アルミによりフォーム状に成形
されるので、コージエライトによりハニカム状に成形し
た蓄熱体１６Ｂ，１６Ｃに比べ、熱膨張率は大きいもの
の、熱膨張及び熱収縮による破壊を受け難くなる。この
ため、全体として急激な温度変化にも耐えられる蓄熱器
１０を得ることができる。
【００２８】この実施の形態では、高温リジェネラジア
ントチューブバーナ２０に上記の蓄熱器１０が組み込ま
れ、同バーナ２０が「１２００℃」を越える高温の炉内
温度で使用され、各蓄熱器１０ではヒートサイクルによ
り加熱・放熱が繰り返されることになる。しかしなが
ら、各蓄熱器１０が上記のように耐熱性と熱衝撃性に優
れたものとなっているので、「１２００℃」を越える炉
内温度でも使用に耐え得る高温リジェネラジアントチュ
ーブバーナ１０を得ることができる。つまり、高温リジ
ェネラジアントチューブバーナ１０としての温度適用範
囲を拡げることができる。
ントチューブバーナ２０に上記の蓄熱器１０が組み込ま
れ、同バーナ２０が「１２００℃」を越える高温の炉内
温度で使用され、各蓄熱器１０ではヒートサイクルによ
り加熱・放熱が繰り返されることになる。しかしなが
ら、各蓄熱器１０が上記のように耐熱性と熱衝撃性に優
れたものとなっているので、「１２００℃」を越える炉
内温度でも使用に耐え得る高温リジェネラジアントチュ
ーブバーナ１０を得ることができる。つまり、高温リジ
ェネラジアントチューブバーナ１０としての温度適用範
囲を拡げることができる。
【００２９】［第２の実施の形態］次に、本発明のバー
ナ用蓄熱器及びそれを使用した高温リジェネラジアント
チューブバーナを具体化した第２の実施の形態を図面に
従って説明する。尚、本実施の形態を含む以下の各実施
の形態において、前記第１の実施の形態と同じ構成につ
いては同一符合を付して説明を省略し、以下には異なっ
た点を中心に説明する。
ナ用蓄熱器及びそれを使用した高温リジェネラジアント
チューブバーナを具体化した第２の実施の形態を図面に
従って説明する。尚、本実施の形態を含む以下の各実施
の形態において、前記第１の実施の形態と同じ構成につ
いては同一符合を付して説明を省略し、以下には異なっ
た点を中心に説明する。
【００３０】この実施の形態では、蓄熱器１０の前段の
蓄熱体１６Ａの構成の点で第１の実施の形態と異なる。
図７には、ラジアントチューブ１の中の蓄熱器１０を断
面図に示す。この実施の形態で、前段の蓄熱体１６Ａ
は、コージエライトよりも耐熱性のあるセラミック材料
としての炭化珪素を複数孔のあいたプレート状に成形し
てなる成形体１７を複数積層（この場合「４枚」積層）
したものである。複数の成形体１７を積層したまとまり
が一つの蓄熱体１６Ｂ，１６Ｃとほぼ同じ体積となって
いる。図８には、この成形体１７の平面図を、図９に
は、成形体１７の断面図をそれぞれ示す。図８，９に示
すように、プレート状の成形体１７にはその厚さ方向に
貫通する複数の孔１７ａが形成されるのが分かる。
蓄熱体１６Ａの構成の点で第１の実施の形態と異なる。
図７には、ラジアントチューブ１の中の蓄熱器１０を断
面図に示す。この実施の形態で、前段の蓄熱体１６Ａ
は、コージエライトよりも耐熱性のあるセラミック材料
としての炭化珪素を複数孔のあいたプレート状に成形し
てなる成形体１７を複数積層（この場合「４枚」積層）
したものである。複数の成形体１７を積層したまとまり
が一つの蓄熱体１６Ｂ，１６Ｃとほぼ同じ体積となって
いる。図８には、この成形体１７の平面図を、図９に
は、成形体１７の断面図をそれぞれ示す。図８，９に示
すように、プレート状の成形体１７にはその厚さ方向に
貫通する複数の孔１７ａが形成されるのが分かる。
【００３１】図６に、炭化珪素の成形体よりなる蓄熱体
の諸元をコージエライトよりなる蓄熱体と比較して表に
示す。この表には、蓄熱体の化学組成、熱膨張率、比
熱、使用温度、寸法、体積、重量及び熱容量等が比較し
て例示される。コージエライトの蓄熱体の熱膨張率が
「１．０×１０-6／℃」であるのに対し、炭化珪素の成
形体よりなる蓄熱体の熱膨張率は「４．６×１０-6／
℃」となっている。又、コージエライトの蓄熱体の実用
上の使用温度限界が「１２００℃」であるのに対し、炭
化珪素の蓄熱体の使用温度は「１５００℃」となってい
る。
の諸元をコージエライトよりなる蓄熱体と比較して表に
示す。この表には、蓄熱体の化学組成、熱膨張率、比
熱、使用温度、寸法、体積、重量及び熱容量等が比較し
て例示される。コージエライトの蓄熱体の熱膨張率が
「１．０×１０-6／℃」であるのに対し、炭化珪素の成
形体よりなる蓄熱体の熱膨張率は「４．６×１０-6／
℃」となっている。又、コージエライトの蓄熱体の実用
上の使用温度限界が「１２００℃」であるのに対し、炭
化珪素の蓄熱体の使用温度は「１５００℃」となってい
る。
【００３２】従って、この実施の形態の蓄熱器１０で
も、全体としての耐熱性が高くなり、「１５００℃」の
高温の燃焼排ガスに耐えられる蓄熱器１０を得ることが
できる。又、前段の蓄熱体１６Ａをコージエライトより
も耐熱性のあるセラミック材料により成形したので、従
来の蓄熱器５からの改良が容易となる。このため、本実
施の形態の蓄熱器１０でも、従来の蓄熱器５に対して製
造コストの高騰を抑えることができる。
も、全体としての耐熱性が高くなり、「１５００℃」の
高温の燃焼排ガスに耐えられる蓄熱器１０を得ることが
できる。又、前段の蓄熱体１６Ａをコージエライトより
も耐熱性のあるセラミック材料により成形したので、従
来の蓄熱器５からの改良が容易となる。このため、本実
施の形態の蓄熱器１０でも、従来の蓄熱器５に対して製
造コストの高騰を抑えることができる。
【００３３】この実施の形態では、前段の蓄熱体１６Ａ
が、炭化珪素を複数孔１７ａのあいたプレート状に成形
してなる成形体１７を複数積層したものであることか
ら、各成形体１７が相対的に薄くなり、熱膨張及び熱収
縮による破壊を受け難くなる。このため、全体として急
激な温度変化にも耐えられる蓄熱器１０を得ることがで
きる。又、この実施の形態の高温リジェネラジアントチ
ューブバーナ１０としての作用及び効果は、第１の実施
の形態のそれと同じである。
が、炭化珪素を複数孔１７ａのあいたプレート状に成形
してなる成形体１７を複数積層したものであることか
ら、各成形体１７が相対的に薄くなり、熱膨張及び熱収
縮による破壊を受け難くなる。このため、全体として急
激な温度変化にも耐えられる蓄熱器１０を得ることがで
きる。又、この実施の形態の高温リジェネラジアントチ
ューブバーナ１０としての作用及び効果は、第１の実施
の形態のそれと同じである。
【００３４】［第３の実施の形態］次に、本発明のバー
ナ用蓄熱器及びそれを使用した高温リジェネラジアント
チューブバーナを具体化した第３の実施の形態を図面に
従って説明する。
ナ用蓄熱器及びそれを使用した高温リジェネラジアント
チューブバーナを具体化した第３の実施の形態を図面に
従って説明する。
【００３５】この実施の形態では、蓄熱器１０の前段の
蓄熱体１６Ａの構成の点で第１及び第２の実施の形態と
異なる。図１０には、ラジアントチューブ１の中の蓄熱
器１０を断面図に示す。この実施の形態で、前段の蓄熱
体１６Ａは、前段以外の蓄熱体１６Ｂ，１６Ｃと、炭化
珪素を複数孔のあいたプレート状に成形した成形体１７
との間に、複数のアルミナボール１８を詰めて構成した
ものとなっている。
蓄熱体１６Ａの構成の点で第１及び第２の実施の形態と
異なる。図１０には、ラジアントチューブ１の中の蓄熱
器１０を断面図に示す。この実施の形態で、前段の蓄熱
体１６Ａは、前段以外の蓄熱体１６Ｂ，１６Ｃと、炭化
珪素を複数孔のあいたプレート状に成形した成形体１７
との間に、複数のアルミナボール１８を詰めて構成した
ものとなっている。
【００３６】コージエライトの蓄熱体の熱膨張率が
「１．０×１０-6／℃」であるのに対し、アルミナボー
ルの熱膨張率は「８．０×１０-6／℃」となっている。
又、コージエライトの蓄熱体の実用上の使用温度限界が
「１２００℃」であるのに対し、アルミナの使用温度は
「１６００℃」となっている。
「１．０×１０-6／℃」であるのに対し、アルミナボー
ルの熱膨張率は「８．０×１０-6／℃」となっている。
又、コージエライトの蓄熱体の実用上の使用温度限界が
「１２００℃」であるのに対し、アルミナの使用温度は
「１６００℃」となっている。
【００３７】従って、この実施の形態の蓄熱器１０で
も、全体としての耐熱性が高くなり、「１６００℃」前
後の高温の燃焼排ガスに耐えられる蓄熱器１０を得るこ
とができる。又、前段の蓄熱体１６Ａをコージエライト
よりも耐熱性のあるセラミック材料により成形したの
で、従来の蓄熱器５からの改良が容易となる。このた
め、本実施の形態の蓄熱器１０でも、従来の蓄熱器５に
対して製造コストの高騰を抑えることができる。
も、全体としての耐熱性が高くなり、「１６００℃」前
後の高温の燃焼排ガスに耐えられる蓄熱器１０を得るこ
とができる。又、前段の蓄熱体１６Ａをコージエライト
よりも耐熱性のあるセラミック材料により成形したの
で、従来の蓄熱器５からの改良が容易となる。このた
め、本実施の形態の蓄熱器１０でも、従来の蓄熱器５に
対して製造コストの高騰を抑えることができる。
【００３８】この実施の形態では、前段の蓄熱体１６Ａ
が、複数のアルミナボール１８と、炭化珪素よりなるプ
レート状の成形体１７とにより構成されることから、個
々のアルミナボール１８で熱膨張及び熱収縮が許容さ
れ、成形体１７が相対的に薄いことから、一つの蓄熱体
１６Ａとして熱膨張及び熱収縮による破壊を受け難くな
る。このため、全体として急激な温度変化にも耐えられ
る蓄熱器１０を得ることができる。又、この実施の形態
の高温リジェネラジアントチューブバーナ１０としての
作用及び効果は、第１の実施の形態のそれと同じであ
る。
が、複数のアルミナボール１８と、炭化珪素よりなるプ
レート状の成形体１７とにより構成されることから、個
々のアルミナボール１８で熱膨張及び熱収縮が許容さ
れ、成形体１７が相対的に薄いことから、一つの蓄熱体
１６Ａとして熱膨張及び熱収縮による破壊を受け難くな
る。このため、全体として急激な温度変化にも耐えられ
る蓄熱器１０を得ることができる。又、この実施の形態
の高温リジェネラジアントチューブバーナ１０としての
作用及び効果は、第１の実施の形態のそれと同じであ
る。
【００３９】尚、本発明は前記各実施の形態に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲
で、例えば、以下のように実施することもできる。
るものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲
で、例えば、以下のように実施することもできる。
【００４０】前記各実施の形態では、蓄熱体１０を高温
リジェネラジアントチューブバーナ２０に使用したが、
このバーナ２０以外の高温バーナにおいて、その燃焼排
ガスの温度を下げるために使用するようにしてもよい。
リジェネラジアントチューブバーナ２０に使用したが、
このバーナ２０以外の高温バーナにおいて、その燃焼排
ガスの温度を下げるために使用するようにしてもよい。
【００４１】前記各実施の形態では、Ｕ字状をなすラジ
アントチューブ１を使用したが、Ｗ字状や直管状をなす
ラジアントチューブを使用するようにしてもよい。
アントチューブ１を使用したが、Ｗ字状や直管状をなす
ラジアントチューブを使用するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明の構成によれば、
「１５００℃」前後の高温の燃焼排ガスに耐えられるバ
ーナ用蓄熱器を得ることができる。
「１５００℃」前後の高温の燃焼排ガスに耐えられるバ
ーナ用蓄熱器を得ることができる。
【００４３】請求項２に記載の発明の構成によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、急激な温度変化にも
耐えられるバーナ用蓄熱器を得ることができる。
求項１に記載の発明の効果に加え、急激な温度変化にも
耐えられるバーナ用蓄熱器を得ることができる。
【００４４】請求項３に記載の発明の構成によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、急激な温度変化にも
耐えられるバーナ用蓄熱器を得ることができる。
求項１に記載の発明の効果に加え、急激な温度変化にも
耐えられるバーナ用蓄熱器を得ることができる。
【００４５】請求項４に記載の発明の構成によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、急激な温度変化にも
耐えられるバーナ用蓄熱器を得ることができる。
求項１に記載の発明の効果に加え、急激な温度変化にも
耐えられるバーナ用蓄熱器を得ることができる。
【００４６】請求項５に記載の発明の構成によれば、請
求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の発明の効果に
加え、「１２００℃」を越える高温の炉内温度でも使用
に耐え得る高温リジェネラジアントチューブバーナを得
ることができ、高温リジェネラジアントチューブバーナ
としての温度適用範囲を拡げることができる。
求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の発明の効果に
加え、「１２００℃」を越える高温の炉内温度でも使用
に耐え得る高温リジェネラジアントチューブバーナを得
ることができ、高温リジェネラジアントチューブバーナ
としての温度適用範囲を拡げることができる。
【図１】第１の実施の形態に係り、高温リジェネラジア
ントチューブバーナを示す平面図である。
ントチューブバーナを示す平面図である。
【図２】同じく、バーナガンの先端ノズルを示す斜視図
である。
である。
【図３】同じく、蓄熱器を示す断面図である。
【図４】同じく、蓄熱体を示す平面図である。
【図５】同じく、蓄熱体を示す断面図である。
【図６】同じく、異なる蓄熱体等の諸元を比較して例示
する表である。
する表である。
【図７】第２の実施の形態に係り、蓄熱器を示す断面図
である。
である。
【図８】同じく、成形体を示す平面図である。
【図９】同じく、成形体を示す断面図である。
【図１０】第３の実施の形態に係り、蓄熱器を示す断面
図である。
図である。
【図１１】従来のリジェネラジアントチューブバーナを
示す平面図である。
示す平面図である。
１ ラジアントチューブ ２ バーナガン ３ 管継手（供給手段） ４ 三方切換弁 １０ 蓄熱器 １６Ａ 前段の蓄熱体 １６Ｂ 前段以外の蓄熱体 １６Ｃ 前段以外の蓄熱体 １７ 成形体 １８ アルミナボール ２０ 高温リジェネラジアントチューブバーナ
Claims (5)
- 【請求項１】 バーナによる燃焼排ガスの温度を下げ
るために使用され、コージエライトをハニカム状に成形
してなる蓄熱体を複数直列に並べたバーナ用蓄熱器にお
いて、 前記複数の蓄熱体のうち前記燃焼排ガスの流れに対する
前段の蓄熱体を、前記コージエライトよりも耐熱性のあ
るセラミック材料により成形したものとしたことを特徴
とするバーナ用蓄熱器。 - 【請求項２】 前記前段の蓄熱体は、チタン酸アルミ
をフォーム状に成形したものであることを特徴とする請
求項１に記載のバーナ用蓄熱器。 - 【請求項３】 前記前段の蓄熱体は、炭化珪素を複数
孔のあいたプレート状に成形してなる成形体を複数積層
したものであることを特徴とする請求項１に記載のバー
ナ用蓄熱器。 - 【請求項４】 前記前段の蓄熱体は、前記前段以外の
蓄熱体と、炭化珪素を複数孔のあいたプレート状に成形
した成形体との間に、複数のアルミナボールを詰めてな
るものであることを特徴とする請求項１に記載のバーナ
用蓄熱器。 - 【請求項５】 ラジアントチューブと、 前記ラジアントチューブの両端部に設けられた一対のバ
ーナガンと、 前記各バーナガンに燃料ガスと一次空気を供給するため
の供給手段と、 前記ラジアントチューブの各端部へ二次空気を供給する
と共に、同チューブの各端部から燃焼排ガスを排出する
ために切り換えられる切換弁と、 前記ラジアントチューブの両端部に設けられた一対の蓄
熱器とを備えた高温リジェネラジアントチューブバーナ
において、 前記各蓄熱器に、請求項１乃至請求項４の何れか一つに
記載のバーナ用蓄熱器を使用したことを特徴とする高温
リジェネラジアントチューブバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001029261A JP2002228144A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | バーナ用蓄熱器及び高温リジェネラジアントチューブバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001029261A JP2002228144A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | バーナ用蓄熱器及び高温リジェネラジアントチューブバーナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228144A true JP2002228144A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18893630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001029261A Pending JP2002228144A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | バーナ用蓄熱器及び高温リジェネラジアントチューブバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002228144A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140141244A (ko) * | 2013-05-31 | 2014-12-10 | 주식회사 엔바이온 | 유전성 열교환층을 구비하는 축열식 연소 설비 및 그에 사용되는 유전성 열교환층 |
| JP5795105B1 (ja) * | 2014-06-23 | 2015-10-14 | ニイミ産業株式会社 | 蓄熱式バーナ炉 |
| CN109863347A (zh) * | 2016-10-28 | 2019-06-07 | 株式会社东热 | 浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉 |
-
2001
- 2001-02-06 JP JP2001029261A patent/JP2002228144A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140141244A (ko) * | 2013-05-31 | 2014-12-10 | 주식회사 엔바이온 | 유전성 열교환층을 구비하는 축열식 연소 설비 및 그에 사용되는 유전성 열교환층 |
| KR101602490B1 (ko) * | 2013-05-31 | 2016-03-10 | 주식회사 엔바이온 | 유전성 열교환층을 구비하는 축열식 연소 설비 및 그에 사용되는 유전성 열교환층 |
| JP5795105B1 (ja) * | 2014-06-23 | 2015-10-14 | ニイミ産業株式会社 | 蓄熱式バーナ炉 |
| CN109863347A (zh) * | 2016-10-28 | 2019-06-07 | 株式会社东热 | 浸渍型燃烧器加热装置及金属熔液保持炉 |
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