JP5472999B2

JP5472999B2 - ラジアントチューブバーナ

Info

Publication number: JP5472999B2
Application number: JP2010152831A
Authority: JP
Inventors: 正博安藤; 幸文酒井; 憲生近藤
Original assignee: Covalent Materials Corp; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-07-05
Also published as: JP2012013388A

Description

本発明は、工業用加熱炉、熱処理炉等に使用されるラジアントチューブバーナに関し、特に、ラジアントチューブがセラミックスからなるラジアントチューブバーナに関するものである。

例えば、工業用加熱炉、熱処理炉等の加熱炉において、炉内に燃焼ガスが存在すると悪影響を及ぼす加熱炉にあっては、炉内を燃焼ガスで満たす代わりに、ラジアントチューブバーナを用いて、間接加熱で高温の雰囲気を作り、被処理物の加熱処理を行っている。
このラジアントチューブバーナは、チューブ内でガスを燃焼させ、チューブ外表面からの輻射熱で、被処理物の加熱を行うものである。

このラジアントチューブバーナとしては、シングルエンドの直管タイプのチューブを有するラジアントチューブバーナや、Ｕ字型やＷ字型のチューブを有するラジアントチューブバーナがある。これらラジアントチューブは、一般的に鋼管や鋳鉄管、あるいはセラミックス等の材料によって加工、製作される。

しかしながら、鋼製や鋳鉄製のラジアントチューブにあっては、１０００℃以上の高温領域において変形が大きく、耐久性に劣る。そのため、高温領域で用いられるラジアントチューブ材質としては、前記鋼や鋳鉄等の金属より、変形が小さく、耐久性に優れた炭化珪素などのセラミックスが望ましく、直管タイプのシングルエンド型のラジアントチューブバーナでは、ＳｉＣ（炭化珪素）セラミックス製のラジアントチューブバーナが実用化されている。

一方、Ｕ字型やＷ字型のチューブを有するラジアントチューブバーナは、シングルエンドの直管タイプのチューブを有するラジアントチューブバーナに比べて、高効率で伝熱量が大きいため望ましいものであるが、Ｕ字型やＷ字型のチューブをセラミックスで製造することが困難であった。
そのため、Ｕ字型やＷ字型の鋼製のチューブを有するラジアントチューブバーナは、実用化されているものの、Ｕ字型やＷ字型のセラミックス製のチューブを有するラジアントチューブバーナは、殆ど実用化されていない。

また、セラミックス製のラジアントチューブを有するバーナとしては、例えば、特許文献１に示されるような、断面形状が扁平楕円形状のラジアントチューブを有するラジアントチューブバーナが提案されている。この特許文献１に示されたラジアントチューブバーナを図１３に基づいて説明する。
このラジアントチューブバーナ１００は、一端側を開口端としたラジアントチュ−ブ１０１を有し、このラジアントチュ−ブ１０１の開口端に、第１、第２の蓄熱体１０２ａ、１０２ｂを装着すると共に、第１、第２蓄熱体１０２ａ、１０２ｂ間に、ラジアントチュ−ブ１０１内にノズルを臨ませて燃料を噴射する燃料供給パイプ１０３が配置されている。
前記ラジアントチュ−ブ１０１は、断面が図中、断面長手側寸法Ｈを短手側寸法Ｓに比較して大とした扁平な楕円形状に形成され、セラミックスにより構成されている。

前記第１、第２蓄熱体１０２ａ、１０２ｂ外側の近接した箇所には、燃焼用空気が第１、第２蓄熱体１０２ａ、１０２ｂにあたるように空気供給経路を介して空気ノズル（図示省略）が配設されている。これら空気ノズルから前記第１、第２蓄熱体１０２ａ、１０２ｂに噴出させる際、その噴出エネルギーによって、周辺空気、排気ガス等を吸引してチューブ内にもたらすようになされている。

そして、図示しない切換弁を切り換えて空気供給経路から空気ノズルへ燃焼用空気を供給し、この燃焼用空気を第１、第２蓄熱体１０２ａ、１０２ｂのうちの一方に向かって噴出させると、その噴出エネルギーによって、周辺空気、排気ガス等を吸引して第１、第２蓄熱体１０２ａ、１０２ｂのうちの一方を通過してチューブ内に至ると共に、燃料供給パイプ１０３からチューブ内に燃料を噴射して燃焼を行う。

また、前記燃焼ガスは、燃焼用空気を取り入れた以外の蓄熱体１０２ａ、１０２ｂに至り、この燃焼用空気を取り入れた以外の蓄熱体１０２ａ、１０２ｂを燃焼ガスが通過する際に、燃焼ガスの廃熱が燃焼用空気を取り入れた以外の蓄熱体１０２ａ、１０２ｂによって回収され、次の燃焼に供する燃焼用空気の予熱をする。
このように切換弁を切り換えて、交互に燃焼用空気を第１、第２蓄熱体１０２ａ、１０２ｂを介して供給することで、燃焼が実行される。尚、図１４に示すように、特許文献１では、燃焼ガスと排気ガスの一様な流れを形成するため、ラジアントチューブの中央に仕切り板１０４を設置したものが提案されている。

特開平１０−１３２２２２号公報

ところで、特許文献１に示されたラジアントチューブバーナにあっては、セラミックス製のラジアントチューブの断面形状が扁平楕円形状であるため、ラジアントチューブバーナの昇温時に温度ムラによる熱応力により割れが発生するという技術的課題があった。また、ラジアントチューブの中央に仕切り板が設置されているが、仕切り板の先端部分とラジアントチューブの内壁とのクリアランス（隙間）設定が難しく、ラジアントチューブ全体を均一に加熱することが難しく、温度の均一性に劣るという技術的課題があった。

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、温度の均一性を図ると共に、割れを抑制し、耐久性に優れたセラミックス製のラジアントチューブを有するラジアントチューブバーナを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明にかかるラジアントチューブバーナは、先端が閉塞し他端側を開口端とした、横断面形状が扁平楕円形状のセラミックスからなる外管と、前記外管内に、外管の横断面における前記扁平楕円形状の長径方向に相対向し、かつ前記長径方向に対して垂直方向に軸線が位置するように配置された円筒形状のセラミックスからなる２本の内管と、前記内管の側壁を貫通し、燃焼ガスを流出させる複数の流通穴と、前記複数の内管内部に夫々配設されたバーナ部と、前記内管外側であって前記外管の開口端近傍に設けられた蓄熱部と、前記内管内部に燃焼用空気を供給する吸気口と、前記蓄熱部を介して外管内の燃焼排ガスを排出する排気口と、を備え、前記内管に形成された流通穴は、横断面形状が扁平楕円形状の外管の短径方向を境にして、外管曲面側に対向した側の流通穴の総開口面積が、他の内管に対向した側の流通穴の総開口面積より大きくなるように形成され、かつ、相対向して配置された内管内のバーナ部が交互に燃焼を行うことを特徴としている。

このように、本発明にあっては、横断面形状が扁平楕円形状のセラミックスからなる外管内に内管を設置すると共に、この内管内部にバーナ部を配置し、局所的な加熱を抑制しているため、外管及び内管の割れを抑制でき、耐久性を向上せることがきる。
しかも、前記内管を、外管の横断面における前記扁平楕円形状の長径方向に相対向し、かつ前記長径方向に対して垂直方向に軸線が位置するように配置すると共に、前記内管の側壁（管壁）を貫通し、燃焼ガスを流出させる複数の流通穴が設けられているため、外管を均一に加熱することができ、温度の均一性を図ることができる。

特に、前記内管に形成された流通穴は、横断面形状が扁平楕円形状の外管の短径方向を境にして、外管曲面側に対向した側の流通穴の総開口面積が、他の内管に対向した側の流通穴の総開口面積より大きくなるように形成されているため、流通穴から流出する燃焼ガスの流量は、外管曲面側が多く、他の内管に対向した側は少ない。
その結果、外管曲面側から流出した燃焼ガスは外管の内部曲面に当たり、外管内部の雰囲気を撹拌し、外管内部の温度をより均一になすことができる。

尚、前記内管に形成された流通穴は、横断面形状が扁平楕円形状の外管の短径方向を境にして、外管曲面側に対向した側に形成され、外管の短径方向側には流通穴を形成しないか又は小径にした方が良い。

更に、前記内管の先端が外管の底部から５０ｍｍ以上離れていることが望ましく、また前記外管及び内管が炭化珪素焼結体であることが望ましい。

本発明によれば、温度の均一性を図ると共に、割れを抑制し、耐久性に優れたセラミックス製のラジアントチューブを有するラジアントチューブバーナを得ることができる。

本発明の実施形態にかかるラジアントチューブバーナを示す断面図である。図１に示すＩ−Ｉ断面図である。図１に示す内管に形成された貫通した流通穴を示す正面図である。図３に示した流通穴の変形例を示す図であって、（ａ）は流通穴の配置の変形例を示す図、（ｂ）は流通穴の直径の変形例を示す図である。図１に示す内管の第１の変形例であって、図１に示すＩ−Ｉ断面図である。図５に示す内管に形成された貫通した流通穴を示す正面図である。図５に示した流通穴の変形例を示す図であって、（ａ）は流通穴の配置の変形例を示す図、（ｂ）は流通穴の直径の変形例を示す図である。図１に示す内管の第２の変形例であって、図１に示すＩ−Ｉ断面図である。図８に示す内管に形成された貫通した流通穴を示す正面図である。図８に示した流通穴の変形例を示す図であって、（ａ）は流通穴の配置の変形例を示す図、（ｂ）は流通穴の直径の変形例を示す図である。図１に示す内管の第３の変形例であって、図１に示すＩ−Ｉ断面図である。図１１に示す内管に形成された貫通した流通穴を示す図であって、（ａ）はII方向からの矢視図、（ｂ）はIII方向からの矢視図である。従来のラジアントチューブバーナを示す図である。従来の他のラジアントチューブバーナを示す図である。

以下、本発明にかかるラジアントチューブバーナについて、図１乃至図４を参照しながら説明する。このラジアントチューブバーナ１は、加熱炉５０の外面５１に取り付けられるバーナボディ部２と、内部においてガスを燃焼させる燃焼筒部３とを備えている。前記バーナボディ部２は、燃焼用空気Ａを流入させるための吸気口２ａと、燃焼排ガスを排出する排気口２ｂとが形成されている。

また、燃焼筒部３は、横断面形状が扁平楕円形状のセラミックスからなる外管４と、前記外管４内に収容された円筒形状セラミックスからなる２本の内管５と、夫々の内管の内部に配設されたバーナ部６とを備えている。
前記外管４は、前記バーナボディ部２から下方に突出し、先端（一端）が閉塞し、他端側を開口端とされている。図１に示す縦断面図に示すように、外管４の側壁４ａは直線状に形成され、先端部４ｂは所定の曲率半径を有する曲面形状を有している。

また、図２の横断面図に示すように、外管４の両側側部４ｃは所定の半径を有する曲面形状を有し、前記両側側部４ｃを直線状の側壁４ａで結ばれた、いわゆる扁平楕円形状になされている。
更に、前記外管４の開口端部にはフランジ部４ｄが形成され、前記フランジ部４ｄによって加熱炉５０の外面５１に取り付けられるように構成されている。

また、前記内管５は、図１、２に示すように、前記外管４内に、外管４の横断面における前記扁平楕円形状の長径方向に相対向し、かつ前記長径方向Ｘに対して垂直方向Ｚに軸線が位置するように、２本配置されている。この内管５の両端部は開口されており、円筒状に形成されている。
またこの内管５の側壁には、図２、図３に概略図で示されているが、内管の側壁（周壁）を貫通し、この内管５内の燃焼ガスを流出させる複数の流通穴５ａが形成されている。
この複数の流通穴５ａは、図２、図３に示すように、内管５の周方向に所定の間隔、例えば、４５度間隔で設けられ、かつ隣接する上下の流通穴５ａが軸線方向（Ｚ方向）において重なり合わないように、所定角度（２２．５度）間隔でずれながら、内管５の軸線方向（Ｚ方向）に所定の間隔をもって設けられている。

この複数の流通穴５ａは、前記したように燃焼ガスを内管５内から流出（噴出）させるための穴であって、流通穴５ａから流出（噴出）する燃焼ガスにより、外管５内部の雰囲気ガスを撹拌することができ、外管４内部の温度のばらつきを軽減し、外管４の温度をより均一になすものである。

この内管５の側壁に形成される複数の穴は、図４（ａ）に示すように、上端部側と下端部側とで流通穴５ａの数を変えても良く、また、図４（ｂ）に示すように、流通穴５ａの径を変えても良い。この場合、内管の下端側が穴の数が大きく、また穴の径を大きく形成するのが好ましい。
このように、内管５の下端部側の流通穴５ａの数が多く、あるいは流通穴５ａの径を大きく形成した場合には、下端部側の流通穴５ａからより多くの燃焼ガスが流出（噴出）するため、外管５内部の雰囲気ガスをより撹拌することができ、外管４の温度をより均一にすることができる。

更に、前記内管５の上端部にはフランジ部５ｂが形成され、前記フランジ部５ｂによってバーナボディ部２に取り付けられるように構成されている。

前記加熱炉５０の内面５２から突出した内管の長さ寸法Ｌ２及び外管の長さ寸法Ｌ１の差が５０ｍｍ以上に形成されている。
これにより、外管４の鉛直方向（Ｚ方向）において、温度のばらつきが生じることを抑制することができる。

また、内管５の下端部には、傾斜状に絞ったスワラ（旋回器）７が設けられ、内管４の下端部４１から噴出させる燃焼ガスＧａを旋回流になすと共に、流速を大きくすることができるため、外管４内部の燃焼空間内の雰囲気ガスをより撹拌することができ、外管４内部の温度のばらつきを軽減し、外管４の温度をより均一にすることができる。

また、前記内管５の内部に配設されたバーナ部６は、燃焼ガスを供給するガス管６ａ及びガスノズル６ｂと、それらを覆うバーナ管６ｃとを備えている。このバーナ部６の先端部は、前記加熱炉５０の内面５２と略同じ位置（同じ高さ）に配置されている。

更に、内管５の外側であって、前記外管４の開口端近傍には蓄熱部８が設けられている。この蓄熱部はハニカムから構成され、内管５と外管４内の空間ｄから燃焼ガスを排気する際、この蓄熱部８を通過することにより、燃焼ガスの排熱が回収されるように構成されている。
燃焼排ガスＧｂは、蓄熱部８によって排熱が回収された後、外部へ排気される。このように、燃焼排ガスＧｂの排熱を回収することができ、エネルギー効率を向上させることができる。

具体的には、前記バーナボディ部２には燃焼用空気流路が形成され、この燃焼用空気流路は、前記吸気口２ａからボディ部２内の空間ａ、内管５の上端部において内管５内部と連通される空間ｂ、内管５内部（内管５内部とバーナ部６）との間の空間ｃに連通形成されている。
また、前記バーナボディ部２には排気流路が形成され、この排気流路は、内管５と外管４との間の空間ｄ、外管４の開口端部の近傍に設けられた蓄熱部８を介して、排気口２ｂに連通形成されている。

そして、このように形成されたラジアントチューブバーナ１にあっては、吸気口２ａから流入した燃焼用空気Ａは、ボディ部２内の空間ａ、内管５の上端部において内管５内部と連通される空間ｂ、内管５内部（内管５内部とバーナ部６）との間の空間ｃへ流入する。
そして、ガスノズル６ｂから噴出された燃料ガスＦは、内管５内を通過する燃焼用空気Ａと混合されて燃焼し、燃焼ガスＧａ及び燃焼火炎を形成する。

一方、燃焼ガスＧａは、もう一方のバーナボディ部２における内管５と外管４との間の空間ｄ、外管の開口端部の近傍に設けられた蓄熱部８を介して、排気口２ｂから排出される。この際、蓄熱部８を加熱（熱を回収）し、排気口２ｂから外部へ排気される。
この蓄熱部８に蓄熱された熱は、バーナボディ部２の壁面及び内管の壁面（側面）を伝熱面として、燃焼用空気Ａを予熱（加温）するために用いられる。また、この蓄熱体８は２つの内管の周囲を覆っているため、３０秒ごとに交互に燃焼が切り替えられた際、他方の内管５内に供給される燃焼用空気Ａを予熱（加温）するために用いられる。

上記したように、本発明にかかるラジアントチューブバーナ１にあっては、前記外管４、内管５は、セラミックス、例えば、炭化珪素焼結体により形成されるため、金属製の管に比較して１０００℃以上の高温燃焼に耐えられるものとなる。また、外管４を断面形状が扁平な楕円形状としたことにより、小さな設置スペースに対し伝熱面積を大きくとることができ、被処理物を効果的に加熱することができる。
また、横断面形状が扁平楕円形状のセラミックスからなる外管４内に２本の内管５を設置すると共に、この内管５内部にバーナ部６を配置し、局所的な加熱を抑制しているため、外管４及び内管５の割れを抑制でき、耐久性を向上せることがきる。
しかも、前記内管５を、外管４の横断面における前記扁平楕円形状の長径方向に相対向して配置し、かつ前記長径方向に対して垂直方向に内管５の軸線を配置している。更に、前記内管５の側壁（側面）を貫通した、燃焼ガスを流出させる複数の流通穴５ａが設けられているため、外管４を均一に加熱することができ、温度の均一性を図ることができる。

更に、図５乃至図７に基づいて、内管の第１の変形例を説明する。
この第１の変形例は、前記内管５に形成された流通穴５ａが、横断面形状が扁平楕円形状の外管４の短径方向Ｙを境にして、外管側部４ｃに対向した側に形成され、他方の内管５に対向した側には形成されていない。また、外管側部４ｃ（曲面側）に対向した側に形成された複数の流通穴５ａは、図６に示すように、内管５の軸線方向に所定の間隔をもって設けられている。

この内管５の側壁に形成される複数の流通穴５ａは、縦一列（内管の軸線方向に一列）ではなく、横方向にずれた、いわゆる千鳥状に形成するのが好ましく、一方、図７（ａ）（ｂ）に示すように、上端部側と下端部側とで穴の数を変えても良く、また穴の径を変えても良い。この場合、内管の下端側が穴の数が大きく、また穴の径を大きく形成するのが好ましい。
このように、内管５の下端部側の流通穴５ａの数が多く、あるいは流通穴５ａの径を大きく形成した場合には、下端部側の流通穴５ａからより多くの燃焼ガスが流出（噴出）するため、外管５内部の雰囲気ガスをより撹拌することができ、外管４の温度を均一にすることができる。

図８乃至図１０に基づいて、内管５の第２の変形例を説明する。
この第２の変形例は、前記内管５に形成された流通穴５ａが扁平楕円形状の外管４の短径方向Ｙを境にして、外管側部４ｃ（曲面側）に対向した側に径方向に４５度間隔で形成され、他方の内管５に対向した側には形成されていない。外管側部４ｃ（曲面側）に対向した側に形成された複数の流通穴５ａは、図９に示すように、内管５の軸線方向に所定の間隔をもって設けられている。
前記内管５に形成された流通穴５ａから流出した燃焼ガスは、外管側部４ｃ（曲面側）に当たり、外管内部の雰囲気を撹拌し、外管内部の温度を均一になすことができる。

この内管５の側壁に形成される複数の流通穴５ａは、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、上端部側と下端部側とで穴の数を変えても良く、また穴の径を変えても良い。この場合、内管の下端側が穴の数が大きく、また穴の径を大きく形成するのが好ましい。
この場合においても、前記した第１の変形例と同様に、内管５の下端部側の流通穴５ａの数が多く、あるいは流通穴５ａの径を大きく形成した場合には、下端部側の流通穴５ａからより多くの燃焼ガスが流出（噴出）するため、外管５内部の雰囲気ガスをより撹拌することができ、外管４の温度をより均一にすることができる。

図１１乃至図１２に基づいて、内管の第３の変形例を説明する。
この第３の変形例は、前記内管に形成された流通穴５ａは、扁平楕円形状の外管５の短径方向Ｙを境にして、外管側部４ｃ（曲面側）側に対向した側の流通穴５ａの総開口面積が、他方の内管５に対向した側の流通穴５ａの総開口面積側より大きくなるように形成されている。

具体的には、図１１に示すように、同一横断面上において、前記内管５形成された流通穴５ａが、扁平楕円形状の外管４の短径方向Ｙを境にして、外管側部４ｃ（曲面側）側に対向した側に径方向に４５度間隔で３個形成され、他方の内管５に対向した側には１個の流通穴５ａが形成されている。更に、外管側部４ｃ（曲面側）側に対向した側に形成された複数の穴は、図１２（ａ）に示すように、内管５の軸線方向に所定の間隔をもって設けられている。また、他方の内管に対向した側に形成された流通穴５ａは、図１２（ｂ）に示すように、内管５の軸線方向に所定の間隔をもって設けられている。
前記流通穴５ａは同一の径によって形成されおり、その結果、外管側部４ｃ（曲面側）側に対向した側の流通穴５ａの総開口面積が、他方の内管５に対向した側の流通穴５ａの総開口面積の３倍に形成されている。

このように、内管５に形成された流通穴５ａは、扁平楕円形状の外管４の短径方向Ｙを境にして、外管側部４ｃ（曲面側）側に対向した側の流通穴５ａの総開口面積が、他方の内管５に対向した側の流通穴５ａの総開口面積側より大きくなるように形成されている場合には、外管側部４ｃ（曲面側）側により多くの燃焼ガスが流出（噴出）するため、外管５内部の雰囲気ガスをより撹拌することができ、外管４の温度をより均一にすることができる。

尚、この内管５の側壁に形成される複数の流通穴５ａは、同じ高さ（同一面上）に、いわゆる横一列ではなく千鳥状に、高さを変えて形成するのが好ましく、一方、図７（ａ）（ｂ）、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、上端部側と下端部側とで穴の数を変えても良く、また穴の径を変えても良い。この場合、内管５の下端側が穴の数が大きく、また穴の径を大きく形成するのが好ましい。又、短径方向Ｙ側にも穴の総開口面積が小さければ、外管５内部の雰囲気ガスをより撹拌することができ、外管４の温度をより均一にすることができる。一方、穴の形状としては、スリット形状でも同様な効果がある。

（実験例１）
実施例１として、図１に示す構造のラジアントチューブバーナにおいて、断面形状（長軸長さ４００ｍｍ、短軸長さ１３０ｍｍ）、肉厚１５ｍｍ、長さ２０００ｍｍの炭化珪素焼結体製の楕円形ラジアントチューブの外管４を炉内にセットし、更に図１１、図１２に示すような断面形状が円（外径１００ｍｍ、内径８０ｍｍ）、長さ１０００ｍｍの炭化珪素焼結体製の内管５を、２本セットとし、内管内に燃焼用のバーナ部６をセットした。このとき、図１に示すＬ１とＬ２との差は、１５０ｍｍとした。

前記内管５に形成された流通穴５ａは、扁平楕円形状の外管の短径方向を境にして、外管曲面側に対向した側に径方向に４５度間隔で３個形成され、他方の内管に対向した側には１個の穴が形成されている。更に、外管曲面側に対向した側に形成された複数の流通穴５ａは、図１２（ａ）に示すように、内管５の軸線方向に、５０ｍｍ間隔をもって設けられている。更に、加熱炉５０の上端部側の流通穴５ａの直径を１０ｍｍとし、それより下方の下端側の穴の直径を１５ｍｍとした。

その後、バーナ部６を点火し、燃焼量を２００００ｋｗで昇温をおこない、定常状態になったときの外管４の側部（曲面部）の下端部の表面温度を測定した。表面温度差の測定は、事前に外管表面に熱電対を貼り付け、その最小値と最大値との差により求めた。
その結果、その表面温度差は、１０７℃であり、表面温度から熱応力解析で求めた熱応力は２０ＭＰａであった。

また、比較例１として、図１４に示すラジアントチュ−ブバーナを用いた。
そして、同様にして、燃料供給パイプ１０３を点火し、燃焼量を２００００ｋｗで昇温をおこない、定常状態になったときのラジアントチュ−ブの側部（曲面部）の下端部の表面温度を測定した。
その結果、その表面温度差は、２３９℃であり、表面温度から熱応力解析で求めた熱応力は５７ＭＰａであった。

この実験例１から明らかなように、本発明にかかるラジアントチューブバーナにあっては、温度差が小さく、熱応力も小さいため、外管、内管の割れを抑制でき、耐久性を向上せることができることが確認できた。

（実験例２）
外管の長さ寸法Ｌ１と内管の長さ寸法Ｌ２との差については、実施例１の１５０ｍｍ差の場合、表面温度差が１０７℃であり、熱応力は２０Ｐａであった。
また、実施例１において、外管の長さ寸法Ｌ１と内管の長さ寸法Ｌ２との差を５０ｍｍの場合を比較例２とした。この比較例２の５０ｍｍ差の場合、表面温度差は、２３２℃であり、熱応力は４４Ｐａであった。
更に、実施例１において、外管の長さ寸法Ｌ１と内管の長さ寸法Ｌ２との差を３００ｍｍの場合を実施例２とした。この実施例２の３００ｍｍ差の場合、表面温度差は、１５０℃であり、熱応力は３０ＭＰａであった。
このように、外管の長さ寸法Ｌ１と内管の長さ寸法Ｌ２との差が５０ｍｍ以下の場合、内管の先端部が外管底部に近接し、表面温度差及び熱応力が大きくなり好ましくないことが確認された。

１ラジアントチューブバーナ
２バーナボディ部
２ａ吸気口
２ｂ排気口
３燃焼筒部
４外管
５内管
５ａ流通穴
６バーナ部
８蓄熱部

Claims

先端が閉塞し他端側を開口端とした、横断面形状が扁平楕円形状のセラミックスからなる外管と、
前記外管内に、外管の横断面における前記扁平楕円形状の長径方向に相対向し、かつ前記長径方向に対して垂直方向に軸線が位置するように配置された円筒形状のセラミックスからなる２本の内管と、
前記内管の側壁を貫通し、燃焼ガスを流出させる複数の流通穴と、
前記複数の内管内部に夫々配設されたバーナ部と、
前記内管外側であって前記外管の開口端近傍に設けられた蓄熱部と、
前記内管内部に燃焼用空気を供給する吸気口と、
前記蓄熱部を介して外管内の燃焼排ガスを排出する排気口と、を備え、
前記内管に形成された流通穴は、横断面形状が扁平楕円形状の外管の短径方向を境にして、外管曲面側に対向した側の流通穴の総開口面積が、他の内管に対向した側の流通穴の総開口面積より大きくなるように形成され、
かつ、相対向して配置された内管内のバーナ部が交互に燃焼を行うことを特徴とするラジアントチューブバーナ。
前記内管の先端が外管の底部から５０ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項１に記載されたラジアントチューブバーナ。
前記外管及び内管が炭化珪素焼結体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたラジアントチューブバーナ。