JP6044508B2 - ラジアントチューブ式加熱装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ラジアントチューブからの放射熱によって鋼板や鋼材を加熱するラジアントチューブ式加熱装置に関する。
一般に、ラジアントチューブ式加熱装置には、バーナとレキュペレータとが設けられている。バーナは、燃焼空気を利用して燃料ガスを燃焼させることによって燃焼ガスを生成し、燃焼ガスを利用してラジアントチューブを加熱する。レキュペレータは、ラジアントチューブを加熱した燃焼ガスと燃焼空気との間で熱交換を行って燃焼空気を温めることにより、バーナにおける燃料ガスの燃焼効率を高める。
バーナにおける燃料ガスの燃焼効率を高めるためには、燃焼ガスからレキュペレータへの熱伝達効率を向上させることによって、レキュペレータにおける熱交換比率を高める必要がある。燃焼ガスからレキュペレータへの熱伝達効率を向上させるためには、レキュペレータの伝熱面積を増加させたり、燃焼ガスの乱流を促進させてレキュペレータの熱伝達係数を増加させたりする方法が考えられる。
ところが、レキュペレータの伝熱面積や熱伝達係数を増加させるためにはレキュペレータ自体を交換する必要があり、コストの負担が大きい。このような背景から、特許文献１には、排ガス排出管に熱交換器を増設することによって伝熱面積を増加させる技術が提案されている。
特開平９−１８４６０８号公報
しかしながら、特許文献１記載の技術によれば、熱交換器の増設が必要になるためにコストの負担が大きい。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多くのコストを要することなく燃焼ガスからの伝熱量を増加させることが可能なラジアントチューブ式加熱装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るラジアントチューブ式加熱装置は、ラジアントチューブ内に挿入された、該ラジアントチューブ内を流れる燃焼ガスと該ラジアントチューブを加熱するために用いられる燃焼空気との間で熱交換を行うレキュペレータと、 前記ラジアントチューブの内壁面と前記レキュペレータとの間の隙間に、一部を該レキュペレータと接触させて配置された、前記燃焼ガスが有する熱を吸熱し、吸熱した熱を輻射熱と熱伝導とで前記レキュペレータに伝熱する伝熱促進体と、を備え、前記伝熱促進体は、前記レキュペレータを形成する材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料によって形成されていることを特徴とする。
本発明に係るラジアントチューブ式加熱装置は、上記発明において、前記伝熱促進体の表面には、高輻射性塗料が塗布されていることを特徴とする。
本発明に係るラジアントチューブ式加熱装置は、上記発明において、前記ラジアントチューブにおける前記レキュペレータが挿入されている部分の外周面に、断熱材を設けたことを特徴とする。
本発明に係るラジアントチューブ式加熱装置によれば、多くのコストを要することなく燃焼ガスからの伝熱量を増加させることができる。
図１は、本発明の一実施形態であるラジアントチューブ式加熱装置の構成を示す模式図である。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるラジアントチューブ式加熱装置について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるラジアントチューブ式加熱装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるラジアントチューブ式加熱装置１は、筒状のラジアントチューブ２を備え、ラジアントチューブ２を内部から加熱し、ラジアントチューブ２の外周面からの放射熱によって鋼板や鋼材を加熱するものである。
ラジアントチューブ２の一方の端部２ａには、バーナ３が挿入されている。バーナ３は、燃焼空気を利用して燃料ガスを燃焼させることによって燃焼ガスを生成し、ラジアントチューブ２内を流通する燃焼ガスを利用してラジアントチューブ２を内部から加熱する。
ラジアントチューブ２の他方の端部２ｂには、レキュペレータ４が挿入されている。レキュペレータ４は、ラジアントチューブ２を加熱した燃焼ガス（以下、排ガスと表記）と燃焼空気との間で熱交換を行うことによって外部から供給される燃焼空気を加熱し、給気口４ａを介して温められた燃焼空気をバーナ３側に供給する。
ラジアントチューブ２の内壁面とレキュペレータ４との間の隙間には、伝熱促進体５が配置されている。伝熱促進体５は、排ガスが有する熱を吸熱し、その輻射熱によってレキュペレータ４を加熱することにより、燃焼ガスからレキュペレータ４への伝熱を促進する。伝熱促進体５に伝熱した排ガスはラジアントチューブ２の端部２ｂ近傍に設けられた排気口６から排出される。
輻射面積を増加させたり、輻射面に高輻射性塗料を塗布したりすることによって、伝熱促進体５の輻射伝熱量を向上させることが望ましい。また、レキュペレータ４を形成する材料よりも熱伝導率が大きい材料によって伝熱促進体５を形成し、伝熱促進体５の一部をレキュペレータ４と接触させることによって、輻射熱と熱伝導との両方によって排ガスからレキュペレータ４への伝熱量を増加させるようにしてもよい。
バーナ３及びレキュペレータ４が挿入されているラジアントチューブ２の外周面にはバーナ３の燃焼効率及びレキュペレータ４の熱交換効率を高めるために断熱材７が設けられている。
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるラジアントチューブ式加熱装置１は、ラジアントチューブ２の内壁面とレキュペレータ４との間の隙間に配置された、燃焼ガスが有する熱を吸熱し、吸熱した熱を輻射熱としてレキュペレータ４に伝熱する伝熱促進体５を備えているので、多くのコストを要することなく燃焼ガスからの伝熱量を増加させることができる。また、その結果、バーナ３での燃料ガスの使用比率を削減することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
１ ラジアントチューブ式加熱装置
２ ラジアントチューブ
３ バーナ
４ レキュペレータ
４ａ 給気口
５ 伝熱促進体
６ 排気口
７ 断熱材

Claims (3)

  1. ラジアントチューブ内に挿入された、該ラジアントチューブ内を流れる燃焼ガスと該ラジアントチューブを加熱するために用いられる燃焼空気との間で熱交換を行うレキュペレータと、
    前記ラジアントチューブの内壁面と前記レキュペレータとの間の隙間に、一部を該レキュペレータと接触させて配置された、前記燃焼ガスが有する熱を吸熱し、吸熱した熱を輻射熱と熱伝導とで前記レキュペレータに伝熱する伝熱促進体と、
    を備え、
    前記伝熱促進体は、前記レキュペレータを形成する材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料によって形成されていることを特徴とするラジアントチューブ式加熱装置。
  2. 前記伝熱促進体の表面には、高輻射性塗料が塗布されていることを特徴とする請求項１に記載のラジアントチューブ式加熱装置。
  3. 前記ラジアントチューブにおける前記レキュペレータが挿入されている部分の外周面に、断熱材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のラジアントチューブ式加熱装置。
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