JPH0590119U - チューブバーナの内部燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラジアントチューブの表面温度分布を均整に
する。 【構成】 ラジアントチューブ１の有効伝熱部１ａ内に
設置されてセラミックファイバを主材として中空状に成
形されたインナチューブ７の筒部７ａにはその長手方向
および周方向へそれぞれ筒部７ａ全体にわたって等間隔
で配列された多数個の小炎孔１０を貫設する。インナチ
ューブ７へ混合ガスを供給すると、混合ガスが各小炎孔
１０を通り抜けて燃焼室９内へ流入し、燃焼室９内全体
に均等に分布した多数個の小火炎１１となって燃焼す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は金属加熱炉や乾燥炉などの加熱源として適用されるチューブバーナ の内部燃焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４に示す従来のストレート型ラジアントチューブバーナの基本構造はガス供 給管５１を通じてラジアントチューブ５０内へ供給された燃料ガスがエア供給管 ５２を通じて供給される空気と混合してラジアントチューブ５０の先端側へ指向 する火炎５３となって燃焼し、ラジアントチューブ５０が加熱される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記ラジアントチューブバーナではラジアントチューブ５０の火炎５３の回り の部分が点火、消火毎に繰り返し熱衝撃作用を受けるので、ラジアントチューブ ５０の耐久性が低下し、また燃焼ガスがラジアントチューブ５０の長手方向へ指 向する火炎５３となって燃焼するので、ラジアントチューブ５０の長手方向にお ける温度分布が不均一となる問題点がある。 本考案は上記問題点を解消することを課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案のチューブバーナの内部燃焼装置はラジアントチューブ内の有効伝熱部 内にはセラミックファイバーを主材として中空状に成形されたインナチューブを 同心状に設置してこのインナチューブにはこのインナチューブ内へ供給されたガ ス燃料が通り抜けて前記インナチューブの回りの燃焼室内へ流入し、この燃焼室 内全体に分布する多数個の小火炎となって燃焼するように前記インナチューブの 長手方向および周方向へ配列された多数個の小炎孔を貫設した構成を有する。

【０００５】

【作用】 セラミックファイバを主体として中空状に成形されて多数個の小炎孔が長手方 向および周方向へ配列されたインナチューブ内へガス燃料を送り込むと、前記各 小炎孔を通り抜けて前記インナチューブの回りの燃焼室内へ流入したガス燃料が 前記燃焼室内全体に分布する多数個の小火炎となって前記燃焼室内で燃焼し、ラ ジアントチューブの有効伝熱部全体が各小火炎によって加熱される。

【０００６】

【考案の効果】

本考案は前記したように構成してあるので、各小火炎を燃焼室内全体に分布さ せてラジアントチューブの有効伝熱部全体を均等に加熱することができ、ラジア ントチューブの有効伝熱部の表面温度分布を均整化することができる。 また、インナチューブに貫設する多数個の小炎孔を部分的に配列して各小火炎 を燃焼室内に分布させると、ラジアントチューブの有効伝熱部を部分的に加熱す ることもできる。 さらに、ガス燃料が各小炎孔を通り抜けるときに流速が早くなるので、逆火を 防ぐことができるとともに、燃焼火炎が多数個の小火炎に分割されて各小火炎の 最高火炎温度が低くなるので、ＮＯｘ値が低くなる効果がある。 また、ラジアントチューブの有効伝熱部全体が各小火炎によって加熱されてラ ジアントチューブには局部的な熱衝撃作用が加えられないので、ラジアントチュ ーブの耐久性を高めることができる。

【０００７】

【実施例】

次に、本考案の１実施例を図１〜図３にしたがって説明する。 ラジアントチューブバーナのラジアントチューブ１は１対の炉壁Ｗ，Ｗに跨が って水平状に設置され、ラジアントチューブ１には両炉壁Ｗの内壁面間に配設さ れた有効伝熱部１ａが形成され、ラジアントチューブ１の基端部内には燃料ガス と空気とが予め混合された混合ガスを供給する混合ガス供給管２の先端部が挿入 され、ラジアントチューブ１の先端部には排ガスを排出する排ガス管３が接続さ れている。

【０００８】 混合ガス供給管２の先端部にはセラミック材で円筒状に成形された連結パイプ ４がピン６によって結合されている。

【０００９】 ラジアントチューブ１の内部にはセラミックファイバを主材として中空状に成 形されて、円筒状の筒部７ａと、この筒部７ａの先端部に連接された蓋部７ｂと を有するインナチューブ７が間隙を隔てて同心状に設置され、このインナチュー ブ７の基端部はセラミック製のピン８によって連結パイプ４に結合され、インナ チューブ７の蓋部７ｂは一方の炉壁Ｗの内壁面の若干外方に配設されている。 また、連結パイプ４およびインナチューブ７の基端部の回りには断熱材５が巻 回されている。

【００１０】 インナチューブ７の回りにはラジアントチューブ１で包囲されて混合ガスを燃 焼させる燃焼室９が形成されている。

【００１１】 インナチューブ７の筒部７ａにはインナチューブ７の長手方向および周方向へ それぞれ等間隔で配列されて筒部７ａ全体に均等に分布した多数個の小炎孔１０ 〜１０が貫設され、この各小炎孔１０の孔径は本例では０．７ｍｍに設定されて いる。

【００１２】 混合ガス供給管２を通ってインナチューブ７内へ供給された混合ガスは各小炎 孔１０をそれぞれ通り抜けて燃焼室９内全体に均等に分布した多数個の小火炎１ １〜１１となって燃焼し、排ガスが排ガス管３を通じて排出される。

【００１３】 各小炎孔１０は、各小火炎１１の炎長が縮小されて各小火炎１１がそれぞれイ ンナチューブ７の半径方向へ指向しかつ各小火炎１１の外炎部の先端がラジアン トチューブ１の内壁面１ｂから所定間隔だけ離れた状態となるように形成されて いる。

【００１４】 続いて、上記した構成をもつ実施例の作用と効果を説明する。 本例ではラジアントチューブ１の有効伝熱部１ａ内にはセラミックファイバー を主材として中空状に成形されたインナチューブ７を同心状に設置してこのイン ナチューブ７にはこのインナチューブ内へ供給された混合ガスが通り抜けてイン ナチューブ７の回りの燃焼室９内へ流入し、この燃焼室９内全体に分布する多数 個の小火炎１１となって燃焼室９内で燃焼するようにインナチューブ７の長手方 向および周方向へ等間隔で配列された多数個の小炎孔１０を貫設してある。

【００１５】 このため、各小火炎１１を燃焼室９内全体に均等に分布させてラジアントチュ ーブ１の有効伝熱部１ａをその長手方向および周方向において均等に加熱するこ とができ、ラジアントチューブ１の有効伝熱部１ａの表面温度分布を全周面にわ たって均整化することができる。

【００１６】 また、混合ガスが各小炎孔１０を通り抜けるときに流速が早くなるので、逆火 を防ぐことができるとともに、燃焼火炎が多数個の小火炎１１に分割されて各小 火炎１１の最高火炎温度が低くなり、ＮＯｘ値が低くなる効果がある。

【００１７】 さらに、ラジアントチューブ１の有効伝熱部１ａ全体が各小火炎１１によって 均等に加熱されてラジアントチューブ１には局部的な熱衝撃作用が加えられない ので、ラジアントチューブ１の耐久性を高めることができる。

【００１８】 図３は上記したラジアントチューブバーナを炉に取付けて使用し、混合ガスを 燃焼室９内で燃焼させてラジアントチューブ１の有効伝熱部１ａの表面温度分布 を実測した試験結果を示したものである。

【００１９】 試験では有効伝熱部１ａの長さ（両炉壁Ｗの内壁面間の間隔と同じ）が９００ ｍｍのラジアントチューブ１と、長さが９２０ｍｍで、長手方向へ９４個の小炎 孔１０が等間隔で配列され、周方向へ４１個の小炎孔１０が等間隔で配列され、 ９４×４１＝３８５４個の小炎孔１０が筒部７ａに貫設されたインナチューブ７ とを使用して混合ガスを燃焼させ、燃焼量を２００００ｋｃａｌ／ｈ（空気比１ ．１）とした場合（Ａ）、および燃焼量を１８０００ｋａｌ／ｈ（空気比１．１ ）とした場合（Ｂ）についてラジアントチューブ１の有効伝熱部１ａの各位置の 表面温度Ｔを測定した。

【００２０】 試験結果ではラジアントチューブ１の最高表面温度と最低表面温度との温度差 △ＴがＡでは１３℃、Ｂでは２１℃となって従来のラジアントチューブバーナの ラジアントチューブの表面温度差（６０〜１００℃）と較べてラジアントチュー ブ１の表面温度差が大幅に低減し、インナチューブの小炎孔１０の有効性が実証 された。

【００２１】 また、試験ではＮＯｘ値が１３ｐｐｍ（Ｏ₂ ＝０％換算）程度となって小火炎 １１による低ＮＯｘ化が実証された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示すもので、ラジアントチ
ューブバーナの側断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。

【図３】ラジアントチューブの表面温度分布についての
試験結果を示すグラフである。

【図４】従来のラジアントチューブバーナの略体側断面
図である。

【符号の説明】

１ ラジアントチューブ ２ 混合ガス供給管 ７ インナチューブ ９ 燃焼室 １０ 小炎孔 １１ 小火炎

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラジアントチューブの有効伝熱部内には
   セラミックファイバーを主材として中空状に成形された
   インナチューブを同心状に設置してこのインナチューブ
   にはこのインナチューブ内へ供給されたガス燃料が通り
   抜けて前記インナチューブの回りの燃焼室内へ流入し、
   この燃焼室内全体に分布する多数個の小火炎となって燃
   焼するように前記インナチューブの長手方向および周方
   向へ配列された多数個の小炎孔を貫設したことを特徴と
   するチューブバーナの内部燃焼装置。