JP2004093086A - Single end type combustion burner of heating furnace - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用加熱炉の炉内雰囲気を加熱するためのシングルエンド型燃焼バーナーに関わるものである。 即ち、バーナーからの廃熱を回収して、バーナーに送られる燃焼用空気の予熱に利用する熱効率の高いシングルエンド型燃焼バーナーを、本発明は提供しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】
工業用加熱炉の炉内雰囲気を加熱するための熱源に電気ではない燃料を使用するとき、図1にて図示される種類のシングルエンド型のラジアント燃焼チューブバーナーが一般に用いられて来た。
【0003】
かかるラジアントチューブバーナーは、図1にて示される如くにに、一端3が加熱炉の断熱性炉壁2に取り付けられて閉鎖し、他端4が対向する他の断熱炉壁2の外方で煙道排気口5につながる外管1を有する。この外管1内には、先端7が外管の閉鎖端3に向かって開口し、他端8が上記の他の断熱炉壁2の外方で燃焼用空気入口9につながる内管6が設けられている。更に、この内管6内には、先端の燃料噴射口11が内管6の先端開口7に向かい、他端12が燃焼ガス入口13につながる燃焼管10が設けられている。
【0004】
上述の構造になるラジアントチューブバーナーにおいて、燃焼管10の先端の燃料噴射口11から内管6内に噴射された燃焼ガスは、燃焼用空気入口9から内管6内に供給された空気と共に激しく燃え、図中の矢符の如くに外管1の閉鎖端に向かって進み、その後に反転して外管1中を進む。即ち、炉内壁2内にある外管1中をこのようにして激しく燃える燃焼ガスが進む間に、炉内雰囲気は燃焼ガスの輻射熱によって加熱される。炉外で水平に延びる外管を通って煙道排気口5から外気に放出される燃焼排ガスは、燃焼用空気入口9から内管6中に送られる空気を予熱する。なお、図1中で符号16は熱交換用フィンである。
【0005】
かかる構造と作用をもつ従来のラジアントチューブバーナーの炉内への有効輻射発熱効率は、使用される燃料の燃焼カロリーの約50〜63.3%であり、煙道排気口5からの排ガス損熱は平均して31.6%である。なお、その他の放散損熱は5%前後である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、従来のものよりも更に高い熱効率が期待できるシングルエンド型ラジアントチューブバーナーを提供することを、目的とするものである。特に、煙道排気口5からの排ガス損熱を少なくすることによってバーナーの有効輻射発熱効率を高めることを、本発明では課題とした。
【0007】
【課題を解決するための手段】
煙道排気口5からの排ガス損熱を減少させるために、炉外の外管1中に送り出された燃焼排ガスが煙道排気口5から外気に放出される前に、この燃焼排ガスに含まれる熱カロリーを、内管6中へ送られる燃焼空気の予熱により良く交換、利用できないかと、本願発明者は鋭意検討した。先ず案出されたところは、炉外にある外管1と内管6をその儘で水平に外側に向かって延長し、内管6内に送られる燃焼用空気を外側の外管1内を通る燃焼排ガスによってより長い流路で熱交換、予熱することであった。
【0008】
ところが、これでは加熱炉を設置するための空間が徒に広がって大きくなり、経済的にも作業上でも不都合であることが分かった。また、燃焼用空気を外管中を通る燃焼排ガスで外側から暖めようとすると、外気に接する外管1中を通る燃焼排ガスの熱は燃焼用空気を暖めるよりも、外気へ放散される方が多いことが判明した。
【0009】
そこで、本発明では、上記した課題を、煙道排気口5を起立して上方に延ばし、かつ燃焼用空気入口9をもこの煙道排気口を外方から囲むように起立して上方に延ばして、解決した。
本発明になる燃焼バーナーの更なる詳細は、以下に述べる実施の形態にて明らかにする。
【0010】
【発明の実施の形態】
図2を参照して、本発明になる加熱炉のシングルエンド型燃焼バーナーの構造と作用を説明する。ただし、図2中の外管1,断熱性炉壁2,2,外管1の閉鎖端3,外管1の他端4,煙道排気口5,内管6,内管6の先端開口7,内管6の他端8,燃焼管10,燃焼管10の燃料噴射口11,燃焼管10の他端12、燃焼ガス入口13,及び熱交換用フィン16は、それぞれ図1の従来のシングルエンド型燃焼バーナーの対応する部材と同一であり、それらの構成は上記の
【0003】で述べたところと同一であり、それらの作用は上記の
【0004】でのべたころと同一である。従って、明細書の冗漫になるのを避けて、これらの構成と作用をここでは再述しない。
【0011】
本願発明になるシングルエンド型燃焼バーナーでは、図2で示される通りに、煙道排気口5は円筒状管14になって上方に起立する。一方、燃焼用空気入口9は、この円筒状排気管14を囲んで上方に起立する管15の下方につながる。従って、この管15の上方から下方へ向かってこの管中に送られる燃焼用空気は、燃焼用空気入口9から内管6中へ送られる前に、円筒状排気管14中を下方より上方に向かって進んで大気中に排出される燃焼排ガスによって充分に予熱される。円筒状排気管14の外壁にフィンを設けて、管15中で下方に流れる空気を螺旋状に回転して、互いに逆方向に向かって流れる燃焼排ガスと燃焼用空気との間の熱交換の効率を、更に高めうることも勿論のことである。
【0012】
実施例
直径160mm、有効輻射長1200mmを有し、最大で35,000Kclの発熱機能を有する本発明になるシングルエンド型バーナーを、燃焼ガスとしてのプロパンガスと前述した通りに充分に予熱された燃焼用空気とによって燃焼して、加熱炉内の雰囲気温度を900℃に保った。このときの有効発熱効率は83.6%、排ガス損熱は13.5%、放散損熱は3.6%であった。
【0013】
【発明の効果】
上述した本発明のバーナーの有効発熱効率は、従来のバーナーの効率について
上記の
【0005】で述べた数値を遙かに凌駕し、本発明のバーナーの排ガス損
熱と放散損熱は、上記の
【0005】で触れた従来のそれらの数値よりも顕著に低くなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のシングルエンド型燃焼バーナーを示す説明的な断面図である。
【図2】本発明になるシングルエンド型燃焼バーナーを示す、図1と同様な説明的な断面図である。
【符号の説明】
1−バーナーの外管
2−加熱炉の断熱炉壁
3−外管1の閉鎖端
4−外管1の他端
5−煙道排気口
6−内管
7−内管6の先端開口
8−内管6の他端
9−燃焼用空気入口
10−燃焼管
11−燃焼管10の燃料噴射口
12−燃焼管10の他端
13−燃焼管10への燃焼ガス入口
14−煙道排気口5につながる円筒状排気管
15−燃焼用空気入口9への送気管
16−熱交換用フィン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a single-end combustion burner for heating an atmosphere in an industrial heating furnace. That is, the present invention intends to provide a single-end type combustion burner having high thermal efficiency that recovers waste heat from a burner and uses the recovered heat to preheat combustion air sent to the burner.
[0002]
[Prior art]
When non-electric fuel is used as the heat source for heating the furnace atmosphere of an industrial heating furnace, single-ended radiant combustion tube burners of the type illustrated in FIG. 1 have been commonly used.
[0003]
As shown in FIG. 1, such a radiant tube burner has one end 3 attached to a heat-insulating
[0004]
In the radiant tube burner having the above-described structure, the combustion gas injected into the
[0005]
The effective radiant heat generation efficiency into the furnace of the conventional radiant tube burner having such a structure and operation is about 50 to 63.3% of the calorie burned of the used fuel, and the heat loss of exhaust gas from the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a single-ended radiant tube burner that can be expected to have higher thermal efficiency than conventional ones. In particular, an object of the present invention is to increase the effective radiant heat generation efficiency of the burner by reducing the heat loss due to the exhaust gas from the
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to reduce the heat loss due to the exhaust gas from the
[0008]
However, this has revealed that the space for installing the heating furnace is unnecessarily wide and large, which is inconvenient both economically and in terms of work. Further, if the combustion air is to be warmed from the outside with the combustion exhaust gas passing through the outer tube, the heat of the combustion exhaust gas passing through the outer tube 1 that is in contact with the outside air is radiated to the outside air rather than warming the combustion air. It turned out to be a lot.
[0009]
Therefore, in the present invention, the above-mentioned problem is solved by raising the
Further details of the combustion burner according to the present invention will be made clear in the embodiments described below.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Referring to FIG. 2, the structure and operation of the single-ended combustion burner of the heating furnace according to the present invention will be described. However, the outer tube 1, the heat insulating
[0011]
In the single-ended combustion burner according to the present invention, as shown in FIG. 2, the
[0012]
Example A single-ended burner according to the present invention having a diameter of 160 mm, an effective radiation length of 1200 mm and a heat generation function of up to 35,000 Kcl was prepared by using propane gas as a combustion gas and sufficiently preheated combustion as described above. By burning with the air for use, the atmosphere temperature in the heating furnace was maintained at 900 ° C. At this time, the effective heat generation efficiency was 83.6%, the heat loss due to exhaust gas was 13.5%, and the heat loss due to dissipation was 3.6%.
[0013]
【The invention's effect】
The above-mentioned effective heat generation efficiency of the burner of the present invention far exceeds the numerical value described above for the efficiency of the conventional burner, and the heat loss due to exhaust gas and the heat loss due to dissipation of the burner according to the present invention are as described above. [0005] These values are remarkably lower than those of the prior art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a conventional single-ended combustion burner.
FIG. 2 is an explanatory sectional view similar to FIG. 1, showing a single-ended combustion burner according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1-Outer tube of burner 2-Insulated furnace wall of heating furnace 3-Closed end of outer tube 1-Other end of outer tube 1-Flue gas outlet 6-Inner tube 7-Tip opening 8 of inner tube 6- The other end 9 of the inner pipe 6-combustion air inlet 10-combustion pipe 11-
Claims (1)
Priority Applications (1)
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JP2002258675A JP2004093086A (en) | 2002-09-04 | 2002-09-04 | Single end type combustion burner of heating furnace |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2002
- 2002-09-04 JP JP2002258675A patent/JP2004093086A/en active Pending
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