JPH02178503A - ラジアントチューブ - Google Patents
ラジアントチューブInfo
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- JPH02178503A JPH02178503A JP33353488A JP33353488A JPH02178503A JP H02178503 A JPH02178503 A JP H02178503A JP 33353488 A JP33353488 A JP 33353488A JP 33353488 A JP33353488 A JP 33353488A JP H02178503 A JPH02178503 A JP H02178503A
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Landscapes
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- Gas Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はラジアントチューブに関する。
シングルエンド型のラジアントチューブは、例えばウオ
ーキングビーム方式の加熱炉で使用されている。このラ
ジアントチューブは、バーナーと、該バーナーを包囲す
る内管と、該内管を包囲する外管とを有している。この
ラジアントチューブでは、バーナーによりＬＰＧ、ＬＮ
Ｇなどの燃料ガスに着火して炎を発生させ、燃焼ガスを
内管の開放端から内管と外管との間の間隙を通過させ、
外管から炉内へ熱を輻射することにより加熱を行ってい
る。
ーキングビーム方式の加熱炉で使用されている。このラ
ジアントチューブは、バーナーと、該バーナーを包囲す
る内管と、該内管を包囲する外管とを有している。この
ラジアントチューブでは、バーナーによりＬＰＧ、ＬＮ
Ｇなどの燃料ガスに着火して炎を発生させ、燃焼ガスを
内管の開放端から内管と外管との間の間隙を通過させ、
外管から炉内へ熱を輻射することにより加熱を行ってい
る。
前記内管及び外管は、熱伝導率か高く、かつ耐酸化性に
優れている５ｉＣＳＳｉ３Ｎ４などの材質で構成されて
いる。しかし、バーナーの炎に直接触れる内管の内面は
非常に酸化されやすい。しかも、前述したＳｉＣ，Ｓｉ
３Ｎ４などの材質には表面に必ず開気孔が存在し、表面
が緻密になっていない。そして、酸化が起るとＳｉＣ２
などの酸化物が形成されるため他の部分よりも消耗か早
くなり、長期間にわたって使用することができない。ま
た、内管にクラックを生じることもあるという問題かあ
る。
優れている５ｉＣＳＳｉ３Ｎ４などの材質で構成されて
いる。しかし、バーナーの炎に直接触れる内管の内面は
非常に酸化されやすい。しかも、前述したＳｉＣ，Ｓｉ
３Ｎ４などの材質には表面に必ず開気孔が存在し、表面
が緻密になっていない。そして、酸化が起るとＳｉＣ２
などの酸化物が形成されるため他の部分よりも消耗か早
くなり、長期間にわたって使用することができない。ま
た、内管にクラックを生じることもあるという問題かあ
る。
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、内管の酸化を防止することができるラジアントチュ
ーブを提供することを目的とする。
り、内管の酸化を防止することができるラジアントチュ
ーブを提供することを目的とする。
本発明のラジアントチューブは、バーナーと、該バーナ
ーを包囲する内管と、該内管を包囲する外管とを具備し
たラジアントチューブにおいて、前記内管の内面に緻密
質の耐酸化保護層を形成したことを特徴とするものであ
る。
ーを包囲する内管と、該内管を包囲する外管とを具備し
たラジアントチューブにおいて、前記内管の内面に緻密
質の耐酸化保護層を形成したことを特徴とするものであ
る。
本発明において、内管及び外管を構成する月質としては
、ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４なと挙げられる。
、ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４なと挙げられる。
このうちでもＳｉ含浸５ｉＣ１焼結ＳｉＣなどのＳｉＣ
質材料が好ましい。これは、ＳｉＣ質材料は酸化物、窒
化物などの他の材料に比べて熱伝導率が高く、かつ耐酸
化性に優れており、内管として用いた場合に他の材料に
比べて酸化の度合が少ないためである。
質材料が好ましい。これは、ＳｉＣ質材料は酸化物、窒
化物などの他の材料に比べて熱伝導率が高く、かつ耐酸
化性に優れており、内管として用いた場合に他の材料に
比べて酸化の度合が少ないためである。
本発明において、緻密質の耐酸化保護層は少なくとも内
管の内面に形成されるが、その他の個所、例えば内管の
外面や、外管の内面、特に内管の開放端に対向する外管
の内面に形成してもよい。このような緻密質の耐酸化保
護層としては以下のようなものが挙、げられる。
管の内面に形成されるが、その他の個所、例えば内管の
外面や、外管の内面、特に内管の開放端に対向する外管
の内面に形成してもよい。このような緻密質の耐酸化保
護層としては以下のようなものが挙、げられる。
例えば、内管が一般的に使用されるＳｉ含浸ＳｉＣもし
くは焼結ＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４からなる場合、緻密質の
耐酸化保護層としては、ＣＶＤ法により形成されたＳｉ
ＣもしくはＳ Ｌ ３ Ｎ ４又はプラズマＣＶＤ法に
より形成された耐熱性酸化物、例えばアルミナ、ムライ
トなどが挙げられる。
くは焼結ＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４からなる場合、緻密質の
耐酸化保護層としては、ＣＶＤ法により形成されたＳｉ
ＣもしくはＳ Ｌ ３ Ｎ ４又はプラズマＣＶＤ法に
より形成された耐熱性酸化物、例えばアルミナ、ムライ
トなどが挙げられる。
この場合、耐酸化保護層の膜厚は１００μｍ以上である
ことが望ましい。これは、耐酸化保護層の膜厚か１００
μｍ未満、特に５０μｍ未満では耐酸化性を向上させる
効果が少ないためである。また、耐酸化保護層の膜厚は
１５０μｍ以上であることがより好ましい。ただし、耐
酸化保護層の膜厚か２００μｍを超えると製造コストが
上昇するため、２００μｍ未満であることが望ましい。
ことが望ましい。これは、耐酸化保護層の膜厚か１００
μｍ未満、特に５０μｍ未満では耐酸化性を向上させる
効果が少ないためである。また、耐酸化保護層の膜厚は
１５０μｍ以上であることがより好ましい。ただし、耐
酸化保護層の膜厚か２００μｍを超えると製造コストが
上昇するため、２００μｍ未満であることが望ましい。
また、内管がＳｉ含浸ＳｉＣからなる場合、緻密質の耐
酸化保護層として、内管表面にカーボンをコーティング
し、不活性雰囲気中、１３５０℃以上で熱処理すること
により、内管中のＳｉとコーティングしたカーボンとを
反応させて緻密なＳｉＣ層を形成してもよい。この場合
、耐酸化保護層の膜厚は５１以上であることが望ましい
。
酸化保護層として、内管表面にカーボンをコーティング
し、不活性雰囲気中、１３５０℃以上で熱処理すること
により、内管中のＳｉとコーティングしたカーボンとを
反応させて緻密なＳｉＣ層を形成してもよい。この場合
、耐酸化保護層の膜厚は５１以上であることが望ましい
。
また、内管か焼結ＳｉＣからなる場合、緻密質の耐酸化
保護層として、内管表面にＳｉをコーティングし、不活
性雰囲気中、２０００℃以上で熱処理することにより、
内管表面層の少なくとも１０μｍ以上を再結晶化させて
緻密なＳｉ層を形成してもよい。
保護層として、内管表面にＳｉをコーティングし、不活
性雰囲気中、２０００℃以上で熱処理することにより、
内管表面層の少なくとも１０μｍ以上を再結晶化させて
緻密なＳｉ層を形成してもよい。
これらの場合に、耐酸化保護層の膜厚を前記のように規
定したのは、いずれの場合も前記膜厚未満では内管など
の酸化を防止する効果が少ないためである。
定したのは、いずれの場合も前記膜厚未満では内管など
の酸化を防止する効果が少ないためである。
本発明によれば、少なくとも内管の内面に緻密質の耐酸
化保護層を形成したことにより、内管などの酸化を防止
することができ、長期間の使用に耐えるラジアントチュ
ーブを提供することができる。
化保護層を形成したことにより、内管などの酸化を防止
することができ、長期間の使用に耐えるラジアントチュ
ーブを提供することができる。
以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。な
お、第１図は本発明に係るラジアントチューブの断面図
である。
お、第１図は本発明に係るラジアントチューブの断面図
である。
第１図において、ＳｉＣ質の外管１の一端には炉壁の外
に配置される排気口２が接続されている。
に配置される排気口２が接続されている。
外管１内にはその一端側からＳｉＣ質の内管３が挿入さ
れており、内管３の他端は開放されている。
れており、内管３の他端は開放されている。
内管３内にはその一端側から保炎器４が挿入され、保炎
器４内にはスパークロッド５が挿入されている。スパー
クロッド５の先端部にはアルミナ碍子６を介して旋回チ
ップ７が取付けられている。保炎器４及びスパークロッ
ド５はバーナー支持部８に支持されており、バーナー支
持部８には燃料ガスは給口９及び空気供給口ＩＯか設け
られている。
器４内にはスパークロッド５が挿入されている。スパー
クロッド５の先端部にはアルミナ碍子６を介して旋回チ
ップ７が取付けられている。保炎器４及びスパークロッ
ド５はバーナー支持部８に支持されており、バーナー支
持部８には燃料ガスは給口９及び空気供給口ＩＯか設け
られている。
これら保炎器４、スパークロッド５、バーナー支持部８
などの部材によりバーナーが構成されている。以上の各
部材からなるラジアントチューブは加熱炉の対向する炉
壁間に水平に設置される。
などの部材によりバーナーが構成されている。以上の各
部材からなるラジアントチューブは加熱炉の対向する炉
壁間に水平に設置される。
前記構成のラジアントチューブによる加熱は以下のよう
にして行われる。燃料ガスは燃料ガス供給口９から保炎
器４内部を流れ、旋回チップ７を通過して旋回流として
スパークロッド５の先端部へ供給される。空気は空気供
給口１０から保炎器４と内管３との間を流れ、保炎器４
に設けられた流入口４ａから保炎器４内部のスパークロ
ッド５の先端部へ供給される。この時点でスパークロッ
ド５と保炎器４との間に高電圧を印加すると、スパーク
ロッド５先端で電気火花が発生し、燃料ガスに着火して
内管３内部で炎が発生する。高温の燃焼ガスは内管３内
部、内管３の開放端、内管３と外管１との間隙を通過し
て、排気口２から排気される。燃焼ガスの熱は外管１か
ら加熱炉内へ輻射され、加熱炉の雰囲気ガスが加熱され
る。
にして行われる。燃料ガスは燃料ガス供給口９から保炎
器４内部を流れ、旋回チップ７を通過して旋回流として
スパークロッド５の先端部へ供給される。空気は空気供
給口１０から保炎器４と内管３との間を流れ、保炎器４
に設けられた流入口４ａから保炎器４内部のスパークロ
ッド５の先端部へ供給される。この時点でスパークロッ
ド５と保炎器４との間に高電圧を印加すると、スパーク
ロッド５先端で電気火花が発生し、燃料ガスに着火して
内管３内部で炎が発生する。高温の燃焼ガスは内管３内
部、内管３の開放端、内管３と外管１との間隙を通過し
て、排気口２から排気される。燃焼ガスの熱は外管１か
ら加熱炉内へ輻射され、加熱炉の雰囲気ガスが加熱され
る。
実施例Ｉ
Ｓｉ含浸Ｓ ｉ ＣＱ （Ｆｒｅｅ −Ｓ ｉ ｕ２０
ｖｔ％）からなる内径０５ｍｍ、長さ１２００ ｍａの
内管を作製した。１つの内管には全く処理を施さす、２
つの内管の内面にそれぞれＣＶＤ法により膜厚４０μｍ
及び１２０μｍの緻密質ＳｉＣ膜を形成した。これらの
内管を用い、それぞれ第１図に示すようにラジアントチ
ューブを組立てて、プロパンガスを燃料として温度９８
０℃、熱’Ｑ ３ ｋｃａｌ／ Ｃｍ２ｈｒとなるよう
に、５０００時間加熱した。その後、各内管の先端部か
らサンプルを切り出し、サンプル中のＳ ｉ ０２ ｍ
を分析した。この場合のＳｉＣ膜の膜厚と５ｉＯ２Ｈと
の関係を第１表に示す。
ｖｔ％）からなる内径０５ｍｍ、長さ１２００ ｍａの
内管を作製した。１つの内管には全く処理を施さす、２
つの内管の内面にそれぞれＣＶＤ法により膜厚４０μｍ
及び１２０μｍの緻密質ＳｉＣ膜を形成した。これらの
内管を用い、それぞれ第１図に示すようにラジアントチ
ューブを組立てて、プロパンガスを燃料として温度９８
０℃、熱’Ｑ ３ ｋｃａｌ／ Ｃｍ２ｈｒとなるよう
に、５０００時間加熱した。その後、各内管の先端部か
らサンプルを切り出し、サンプル中のＳ ｉ ０２ ｍ
を分析した。この場合のＳｉＣ膜の膜厚と５ｉＯ２Ｈと
の関係を第１表に示す。
第
表
第１表から明らかなように、耐酸化保護層としてＣＶＤ
法により膜厚１２０βのＳｉＣ膜を形成した内管では、
ＳｉＯ□の生成量が著しく少なく、耐酸化性に優れてい
ることかわかる。
法により膜厚１２０βのＳｉＣ膜を形成した内管では、
ＳｉＯ□の生成量が著しく少なく、耐酸化性に優れてい
ることかわかる。
実施例２
Ｓｉ含浸ＳｉＣ質（Ｆｒｅｅ −Ｓ ｉ ｕ２０ｗｔ％
）からなる内径６５ ｍ＋ｅ、長さ１２００ ｍｍの内
管を作製した。１つの内管には全く処理を施さず、その
他の内管の内面にそれぞれフルフリルアルコールを塗布
し、５０°Ｃで乾燥する操作を繰返して、１０〜５０８
ｍの範囲で膜厚の異なるカーボン膜を形成した。カーボ
ン膜を形成した各内管をＡｒガスを５Ω／ｍｉｎの流量
で流している雰囲気中、１３７０℃で５０分処理し、処
理前に存在していた表面のＦｒｅｅ−Ｓｉとカーボン膜
とを反応させて緻密質ＳｉＣ膜を形成した。
）からなる内径６５ ｍ＋ｅ、長さ１２００ ｍｍの内
管を作製した。１つの内管には全く処理を施さず、その
他の内管の内面にそれぞれフルフリルアルコールを塗布
し、５０°Ｃで乾燥する操作を繰返して、１０〜５０８
ｍの範囲で膜厚の異なるカーボン膜を形成した。カーボ
ン膜を形成した各内管をＡｒガスを５Ω／ｍｉｎの流量
で流している雰囲気中、１３７０℃で５０分処理し、処
理前に存在していた表面のＦｒｅｅ−Ｓｉとカーボン膜
とを反応させて緻密質ＳｉＣ膜を形成した。
これらの緻密質ＳｉＣ膜の膜厚は１５〜１２０ ａｒｔ
であった。これらの内管を用い、それぞれ第１図に示す
ようにラジアントチューブを組立てて、ブロノくンガス
を燃料として温度９８０℃、熱量３ｋｃａｌ／ｃｍ２ｈ
ｒとなるように、５０００時間加熱した。その後、各内
管の先端部からサンプルを切り出し、サンプル中の５１
０２ｍを分析した。ＳｉＣ膜の膜厚と５ｉＯ２ｆｆｉと
の関係を第２表に示す。
であった。これらの内管を用い、それぞれ第１図に示す
ようにラジアントチューブを組立てて、ブロノくンガス
を燃料として温度９８０℃、熱量３ｋｃａｌ／ｃｍ２ｈ
ｒとなるように、５０００時間加熱した。その後、各内
管の先端部からサンプルを切り出し、サンプル中の５１
０２ｍを分析した。ＳｉＣ膜の膜厚と５ｉＯ２ｆｆｉと
の関係を第２表に示す。
第 ２ 表
第２表から明らかなように、耐酸化保護層として膜厚５
μｍ以上のＳｉＣ膜を形成した内管では、ＳｉＯ２の生
成量か著しく少なく、耐酸化性に優れていることがわか
る。
μｍ以上のＳｉＣ膜を形成した内管では、ＳｉＯ２の生
成量か著しく少なく、耐酸化性に優れていることがわか
る。
実施例３
焼結ＳｉＣ質からなる内径６５ｍｍ、長さ１２００ ｍ
ｍの内管を作製した。１つの内管には全く処理を施さず
、２つの内管の内面にそれぞれＣＶＤ法により膜厚を変
えてＳｉ膜を形成した。Ｓｉ膜を形成した各内管をＡｒ
ガスを５Ω／ ｍ ｉ ｎの流量で流している雰囲気中
、２０００°Ｃで処理時間を異ならせて処理することに
より内管表面に再結晶化層を形成した。これらの内管を
用い、それぞれ第１図に示すようにラジアントチューブ
を組立てて、プロパンガスを燃料として温度９８０℃、
熱量３ ｋｃａ ｌ ／ Ｃ１１２ｈ「となるように、
５０００時間加熱した。その後、各内管の先端部からサ
ンプルを切り出し、サンプル中の５ｉＯ２ｆｆｉを分析
した。表面に形成された緻密な再結晶化層の膜厚と５ｉ
Ｏ２ｆｆｌとの関係を第３表に示す。
ｍの内管を作製した。１つの内管には全く処理を施さず
、２つの内管の内面にそれぞれＣＶＤ法により膜厚を変
えてＳｉ膜を形成した。Ｓｉ膜を形成した各内管をＡｒ
ガスを５Ω／ ｍ ｉ ｎの流量で流している雰囲気中
、２０００°Ｃで処理時間を異ならせて処理することに
より内管表面に再結晶化層を形成した。これらの内管を
用い、それぞれ第１図に示すようにラジアントチューブ
を組立てて、プロパンガスを燃料として温度９８０℃、
熱量３ ｋｃａ ｌ ／ Ｃ１１２ｈ「となるように、
５０００時間加熱した。その後、各内管の先端部からサ
ンプルを切り出し、サンプル中の５ｉＯ２ｆｆｉを分析
した。表面に形成された緻密な再結晶化層の膜厚と５ｉ
Ｏ２ｆｆｌとの関係を第３表に示す。
暑５
表
第３表から明らかなように、耐酸化保護層として厚さ１
０μｍ以上の緻密な再結晶化層膜を形成した内管ては、
Ｓ ｉ Ｏ２の生成量か著しく少なく、耐酸化性に優れ
ていることがわかる。
０μｍ以上の緻密な再結晶化層膜を形成した内管ては、
Ｓ ｉ Ｏ２の生成量か著しく少なく、耐酸化性に優れ
ていることがわかる。
なお、本発明は第２図に示すように、貫通孔３ａを設け
た内管３を用いたラジアントチューブでも同様に適用で
きることはもちろんである。
た内管３を用いたラジアントチューブでも同様に適用で
きることはもちろんである。
以」二詳述したように本発明のラジアントチューブは、
少なくとも内管の内面に耐酸化保護層を形成したことに
より、内管などの酸化を防止することかでき、長期間の
使用に耐え得るものである。
少なくとも内管の内面に耐酸化保護層を形成したことに
より、内管などの酸化を防止することかでき、長期間の
使用に耐え得るものである。
第１図は本発明の実施例におけるラジアントチューブの
長手方向に沿う断面図、第２図は本発明の他の実施例に
おけるラジアントチューブの長手方向に沿う断面図であ
る。 １・・・外管、２・・・排気口、３・・内管、４・・・
保炎器、５・・スパークロット、６・・アルミナ碍子、
７・・・旋回チップ、８・・バーナー支持部、９・燃料
ガス供給口、ｌＯ・・空気供給口。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
長手方向に沿う断面図、第２図は本発明の他の実施例に
おけるラジアントチューブの長手方向に沿う断面図であ
る。 １・・・外管、２・・・排気口、３・・内管、４・・・
保炎器、５・・スパークロット、６・・アルミナ碍子、
７・・・旋回チップ、８・・バーナー支持部、９・燃料
ガス供給口、ｌＯ・・空気供給口。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- バーナーと、該バーナーを包囲する内管と、該内管を包
囲する外管とを具備したラジアントチューブにおいて、
少なくとも前記内管の内面に緻密質の耐酸化保護層を形
成したことを特徴とするラジアントチューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33353488A JPH02178503A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ラジアントチューブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33353488A JPH02178503A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ラジアントチューブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02178503A true JPH02178503A (ja) | 1990-07-11 |
Family
ID=18267121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33353488A Pending JPH02178503A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | ラジアントチューブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02178503A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012013388A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Covalent Materials Corp | ラジアントチューブバーナ |
| WO2021130845A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 焼結炉 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61291813A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ラジアントチユ−ブ形式の加熱装置 |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP33353488A patent/JPH02178503A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2021130845A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 焼結炉 |
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