JPH0979524A - Single end type regenerative radiant tube burner - Google Patents

Single end type regenerative radiant tube burner

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JPH0979524A
JPH0979524A JP7231464A JP23146495A JPH0979524A JP H0979524 A JPH0979524 A JP H0979524A JP 7231464 A JP7231464 A JP 7231464A JP 23146495 A JP23146495 A JP 23146495A JP H0979524 A JPH0979524 A JP H0979524A
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JP
Japan
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combustion
fuel
heat storage
radiant tube
tube
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Pending
Application number
JP7231464A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoichi Tanaka
良一 田中
Kiyobumi Kurita
清文 栗太
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Nippon Furnace Co Ltd
Original Assignee
Nippon Furnace Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0979524A publication Critical patent/JPH0979524A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Gas Burners (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the running cost by increasing the tube life without necessity of an expensive flame tube by simultaneously realizing energy conservation by the high-temperature preheating of combustion air by reducing NOx and recovering the exhaust heat. SOLUTION: The single end type regenerative radiant tube burner comprises a longitudinal partition 2 for partitioning a single end-type radiant tube 1 to two combustion chambers 10a, 10b communicating at the end, honeycomb-like heat storage materials 4a, 4b contained at the inlet sides of the chambers 10a, 10b, channel switching means 7 making it possible to alternately connect the chambers 10a, 10b to a fuel air supply system 8 and an exhaust system 9 via the materials 4a, 4b, and fuel pipes 5a, 5b for injecting fuel substantially in parallel with the combustion air to the chambers 10a, 10b. The combustion gas is exhausted via the other chamber and the material to be alternately switched in a short time while injecting the combustion air preheated to higher temperature than the igniting temperature of the fuel via the one material to the chamber at high speed of about 60m/sec or more.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は熱処理分野などに多
く用いられているシングルエンド型ラジアントチューブ
バーナに関する。更に詳述すると、本発明は、既存のチ
ューブをそのまま使用して蓄熱式ラジアントチューブに
改造が可能なシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュー
ブバーナ構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single-ended radiant tube burner often used in the heat treatment field and the like. More specifically, the present invention relates to a single-ended heat storage type radiant tube burner structure that can be modified into a heat storage type radiant tube by using an existing tube as it is.

【0002】[0002]

【従来の技術】装置上の問題からチューブの取付スペー
スに制限がありU型チューブ若しくはW型チューブの設
置が困難な場合に、シングルエンド型ラジアントチュー
ブバーナが採用される。この従来のシングルエンド型ラ
ジアントチューブバーナはその構造上内筒を必要として
いる。例えば、図4に示すように、従来のシングルエン
ド型ラジアントチューブバーナは、ラジアントチューブ
101の内側に燃焼室を構成するフレームチューブ10
2を設けた2重管構造とし、フレームチューブ102内
で発生させた燃焼ガスをラジアントチューブ101の閉
じた端部で反転させてチューブ101の外側の隙間10
3を通して燃焼用空気や燃料ガスの送入側から排気する
間にラジアントチューブ101を加熱するように設けら
れている。しかしながら、このバーナ構造によると、ラ
ジアントチューブ101を必要とされる温度まで加熱す
るとき、フレームチューブ102は、それ以上の高温に
曝されるため変形・酸化等により寿命が短くなる問題が
ある。そこで、フレームチューブ102には耐熱性に優
れる高価な耐熱鋳鋼またはセラミックを必要とした。
尚、図中の符号105は燃焼空気シュラウド、106は
燃料ガス管、107は燃焼空気ハウジング、108は排
ガスハウジングである。
2. Description of the Related Art A single-ended radiant tube burner is used when it is difficult to install a U-shaped tube or a W-shaped tube due to a problem in the apparatus because of a limited space for mounting the tube. This conventional single-ended radiant tube burner requires an inner cylinder because of its structure. For example, as shown in FIG. 4, a conventional single-ended radiant tube burner includes a frame tube 10 that forms a combustion chamber inside a radiant tube 101.
2 is provided in the double tube structure, and the combustion gas generated in the frame tube 102 is inverted at the closed end of the radiant tube 101 to form a gap 10 outside the tube 101.
The radiant tube 101 is heated while exhausted from the inlet side of the combustion air or the fuel gas through the radiant tube 101. However, according to this burner structure, when the radiant tube 101 is heated to a required temperature, the frame tube 102 is exposed to a higher temperature than that, so that there is a problem that the life is shortened due to deformation and oxidation. Therefore, the frame tube 102 needs expensive heat-resistant cast steel or ceramic having excellent heat resistance.
In the figure, reference numeral 105 is a combustion air shroud, 106 is a fuel gas pipe, 107 is a combustion air housing, and 108 is an exhaust gas housing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このため、従来のシン
グルエンド型ラジアントチューブバーナでは、ランニン
グコストに占めるフレームチューブ(内筒)102の交
換に要する費用の割合が高く、フレームチューブ102
の寿命がランニングコストを大きく左右する状況となっ
ている。また、フレームチューブ102の変形によっ
て、チューブ温度の不均一が発生し、ラジアントチュー
ブ101の寿命にも影響を与えている。
Therefore, in the conventional single-ended radiant tube burner, the cost of replacing the frame tube (inner tube) 102 in the running cost is high, and the frame tube 102 is high.
The operating life of the car greatly affects the running cost. Further, the deformation of the frame tube 102 causes nonuniformity of the tube temperature, which also affects the life of the radiant tube 101.

【0004】更に、ラジアントチューブ101を加熱し
た後に十分な排熱回収もされずにそのままの温度で排気
される構造となっているため、排気温度が高く、熱効率
の悪いものとなっている。反面、排熱回収によって燃焼
用空気の予熱を行っても、高温の燃焼空気と燃料ガスと
がスワラー104で急速に混合されて拡散燃焼するた
め、火炎温度が高くなり、サーマルNOxの量が増え
る。
Further, since the radiant tube 101 is heated and exhausted at the same temperature without sufficient exhaust heat recovery, the exhaust temperature is high and the thermal efficiency is poor. On the other hand, even if the combustion air is preheated by recovering the exhaust heat, the high temperature combustion air and the fuel gas are rapidly mixed and diffused and burned in the swirler 104, so that the flame temperature becomes high and the amount of thermal NOx increases. .

【0005】斯様に、従来のシングルエンド型ラジアン
トチューブバーナによると、低NOx化と排熱回収によ
る燃焼用空気の高温予熱での省エネ化は、空気温度が上
昇するとNOxも上昇する関係にあることから、同時に
実現できないものであった。
As described above, according to the conventional single-ended radiant tube burner, energy saving by high temperature preheating of combustion air by reducing NOx and recovering exhaust heat has a relationship that NOx also rises when the air temperature rises. Therefore, it could not be realized at the same time.

【0006】そこで、本発明は、低NOx化と排熱回収
による燃焼用空気の高温予熱での省エネ化が同時に実現
できるシングルエンド型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。また、本発明は、高価なフレ
ームチューブを必要とせず、チューブ寿命も長く、ラン
ニングコストを低減させ得るシングルエンド型ラジアン
トチューブバーナを提供することを目的とする。
[0006] Therefore, an object of the present invention is to provide a single-ended radiant tube burner capable of simultaneously achieving reduction of NOx and energy saving by high temperature preheating of combustion air by recovery of exhaust heat. Another object of the present invention is to provide a single-ended radiant tube burner that does not require an expensive frame tube, has a long tube life, and can reduce running costs.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明のシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュー
ブバーナは、一端が閉塞されたシングルエンド型ラジア
ントチューブ内を先端側で連通する2つの燃焼室に仕切
る長手方向の仕切りと、各燃焼室の入口側に収容される
ハニカム状の蓄熱体と、該蓄熱体を介して燃焼用空気供
給系と排気系とに交互に燃焼室をそれぞれ接続可能とす
る流路切替手段と、燃焼用空気が噴射される側の燃焼室
に燃焼用空気とほぼ平行に燃料を噴射する燃料パイプと
を有し、各蓄熱体を通過させて燃料の着火温度よりも高
温に予熱された燃焼用空気を約60m/sec以上の高
速でいずれか一方の燃焼室に噴射させて燃焼させると共
に他方の燃焼室から燃焼ガスを蓄熱体を経て排気させる
ことを短時間に交互に切り替えて行うようにしている。
In order to achieve the above object, a single-ended heat storage type radiant tube burner of the present invention has two combustion chambers that communicate with each other inside a single-ended radiant tube whose one end is closed. It is possible to alternately connect the combustion chambers to the combustion air supply system and the exhaust system through the longitudinal partition, the honeycomb-shaped heat storage body accommodated on the inlet side of each combustion chamber, and the heat storage body. And a fuel pipe for injecting the fuel into the combustion chamber on the side where the combustion air is injected, and the fuel pipe for injecting the fuel substantially parallel to the combustion air. Combustion air that has been preheated to a high temperature is injected into one of the combustion chambers at a high speed of approximately 60 m / sec or more for combustion, and the combustion gas is exhausted from the other combustion chamber through a heat storage body in a short time. And to perform switch to.

【0008】約60m/sec以上の高流速でラジアン
トチューブ内に噴射される燃焼用空気の流れは、ラジア
ントチューブ内に強循環を惹き起こす。しかも、この燃
焼用空気は燃料の発火温度よりも高温例えば排気される
燃焼ガスよりも僅かに低温の800℃程度あるいはそれ
以上とされているため、燃焼時に燃料と空気の十分な混
合が必要なく、チューブ内に高速高温空気と燃料と平行
に噴射されても、火炎の安定性があり火炎が吹き消える
ことがない。加えて、ラジアントチューブ内に発生する
強循環によって燃焼ガス・排ガスの自己再循環が形成さ
れる。したがって、緩慢燃焼による低NOx燃焼が可能
となる。ここで、燃焼ガスの強循環を惹き起こすに必要
な燃焼用空気の噴射速度は、少なくとも約60m/se
c以上、好ましくは80m/sec以上、最も好ましく
は100m/sec以上である。
The flow of combustion air injected into the radiant tube at a high flow rate of about 60 m / sec or more causes strong circulation in the radiant tube. Moreover, since the combustion air is set at a temperature higher than the ignition temperature of the fuel, for example, about 800 ° C. which is slightly lower than the temperature of the exhausted combustion gas, or higher, it is not necessary to sufficiently mix the fuel and air during combustion. Even if the high-speed high-temperature air and the fuel are injected parallel to the inside of the tube, the flame is stable and does not blow out. In addition, self-recirculation of combustion gas and exhaust gas is formed by the strong circulation generated in the radiant tube. Therefore, low NOx combustion due to slow combustion becomes possible. Here, the injection speed of the combustion air required to cause the strong circulation of the combustion gas is at least about 60 m / se.
c or more, preferably 80 m / sec or more, and most preferably 100 m / sec or more.

【0009】さらに、燃焼用空気の高速噴流によって、
ラジアントチューブ内に燃焼ガスの強循環が起こり、チ
ューブ内温度の平坦化(平均化)が行われ局所高温域が
発生しない。このため、チューブ内平均温度を限界温度
(Tmax)付近にまで上げることができ、伝熱量の増
大を図れると共にチューブ表面温度差が小さく、チュー
ブへの熱的応力も減少しチューブの延命に効果的とな
る。同時に、高温の燃焼ガスが蓄熱体を通って排気され
る際に、その顕熱が蓄熱体に回収されてから、再び極め
て高い熱効率で燃焼用空気の予熱に使われてラジアント
チューブ内へ戻される。このため、燃焼用空気の温度は
蓄熱体へ流出する燃焼排ガスの温度に近い高温とでき、
高い熱効率を維持できる。
Further, by the high-speed jet of combustion air,
The strong circulation of combustion gas occurs in the radiant tube, and the temperature inside the tube is flattened (averaged), and the local high temperature region does not occur. Therefore, the average temperature in the tube can be raised to the vicinity of the limit temperature (Tmax), the amount of heat transfer can be increased, the temperature difference on the tube surface is small, and the thermal stress on the tube is also reduced, which is effective for extending the life of the tube. Becomes At the same time, when the high-temperature combustion gas is exhausted through the heat storage body, the sensible heat is recovered by the heat storage body, and then used again for preheating the combustion air with extremely high thermal efficiency and returned to the radiant tube. . Therefore, the temperature of the combustion air can be a high temperature close to the temperature of the combustion exhaust gas flowing out to the heat storage body,
High thermal efficiency can be maintained.

【0010】また、ラジアントチューブの2つの燃焼室
の間で短時間に交互に燃焼させるので、火炎位置が頻繁
に移り変わる非定在火炎となりチューブ内温度分布がよ
り均一化できる。
Further, since the two combustion chambers of the radiant tube are alternately burned in a short time, a non-stationary flame in which the flame position changes frequently can be obtained, and the temperature distribution in the tube can be made more uniform.

【0011】また、請求項2記載の発明のシングルエン
ド型蓄熱式ラジアントチューブバーナは、開口端に保炎
筒を設けた燃料パイプハウジングに2本の燃料パイプを
収めてラジアントチューブの中央に装入し、かつ燃料パ
イプハウジングの2本の燃料パイプの間からラジアント
チューブ内を先端では連通する2室に仕切る仕切りを燃
料パイプハウジングに取り付けると共に燃料パイプハウ
ジングの周囲に2つの領域に区画された蓄熱体を配置
し、仕切りで区画された2つの燃焼室に交互に燃料を噴
射すると共にその周りから蓄熱体を通過して高温にされ
た燃焼用空気を噴射するようにしている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a single-ended heat storage type radiant tube burner in which a fuel pipe housing having a flame holding cylinder at an opening end accommodates two fuel pipes and is inserted in the center of the radiant tube. And a partition for partitioning into two chambers that communicate between the two fuel pipes of the fuel pipe housing at the tip inside the radiant tube is attached to the fuel pipe housing, and a heat storage body divided into two regions around the fuel pipe housing. The fuel is alternately injected into the two combustion chambers partitioned by partitions, and the combustion air heated to a high temperature from around the fuel is passed through the heat storage body.

【0012】したがって、既存のチューブをそのまま使
用してその中にシングルエンド型蓄熱式ラジアントチュ
ーブバーナ構造を挿入するだけで、改造が可能となる。
Therefore, the existing tube can be used as it is, and the single end type heat storage type radiant tube burner structure can be inserted thereinto for modification.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The structure of the present invention will be described below in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings.

【0014】図1に本発明の蓄熱式シングルエンド型ラ
ジアントチューブバーナの実施の一形態を示す。この蓄
熱式シングルエンド型ラジアントチューブバーナは、一
端が閉塞されたシングルエンド型ラジアントチューブ1
内に仕切り2を設置して先端側で連通する2つの燃焼室
10a,10bを形成し、その入口側に各々独立の蓄熱
体4a,4bを設置するようにしている。
FIG. 1 shows an embodiment of a heat storage type single-ended radiant tube burner of the present invention. This heat storage type single-ended radiant tube burner is a single-ended radiant tube 1 with one end closed.
The partition 2 is installed inside to form two combustion chambers 10a and 10b which communicate with each other on the tip side, and independent heat storage bodies 4a and 4b are installed on the inlet side thereof.

【0015】ラジアントチューブ1の中央には、2本の
燃料パイプ5a,5bを収容した燃料パイプハウジング
5が配置されている。この燃料パイプハウジング5の先
端開口部には外側に向けて突出するパイプの保炎筒12
が設けられ、該保炎筒12とラジアントチューブ1との
間で互いに独立して燃焼用空気の噴射口あるいは排ガス
の排気口として機能するノズル3a,3bが構成され
る。
At the center of the radiant tube 1, a fuel pipe housing 5 containing two fuel pipes 5a and 5b is arranged. At the tip opening of the fuel pipe housing 5, there is a flame holding cylinder 12 of a pipe projecting outward.
Are provided between the flame holding cylinder 12 and the radiant tube 1, and nozzles 3a and 3b which independently function as an injection port of combustion air or an exhaust port of exhaust gas are configured.

【0016】仕切り2はあらかじめラジアントチューブ
1に溶接などで固着しても良いが、燃料パイプハウジン
グ5側に取り付けてラジアントチューブ1内には単純に
挿入して設置するように設けることが好ましい。例え
ば、仕切り2は燃料パイプハウジング5内で2本の燃料
パイプ5a,5bの先端を支持する固定板13に溶接付
けなどで取り付けられている。この場合、既存のチュー
ブをそのまま使用してその中に本発明のバーナを挿入す
るだけの簡単な作業で既存設備の改良を実施できる。
The partition 2 may be fixed to the radiant tube 1 in advance by welding or the like, but it is preferable that the partition 2 be attached to the fuel pipe housing 5 side and simply inserted and installed in the radiant tube 1. For example, the partition 2 is attached to the fixed plate 13 that supports the ends of the two fuel pipes 5a and 5b in the fuel pipe housing 5 by welding or the like. In this case, the existing equipment can be improved by a simple operation of using the existing tube as it is and inserting the burner of the present invention therein.

【0017】本実施例では、図1に示すように、蓄熱体
4a,4bは蓄熱体ケース3に収容され、かつ2本の燃
料パイプを内蔵した燃料パイプハウジング3とエアハウ
ジング6とを一体化したものをラジアントチューブ1内
へ挿入可能とされている。本実施例の場合、例えば耐熱
鋼などによって構成される蓄熱体ケース3とエアハウジ
ング6とはラジアントチューブ1のフランジ部分に固定
されている。エアハウジング6は2つのポート6a,6
bを有し、このポート6a,6bが連結ダクト11a,
11bを介して流路切換手段たる四方弁7の切換用ポー
トにそれぞれ接続され、四方弁7の切り替えによって燃
焼用空気供給系8か燃焼ガス排気系9のいずれかに選択
的に接続可能とされている。そして、一方の室10a
(あるいは10b)には蓄熱体4a(あるいは4b)を
通して燃焼用空気の供給を図る一方、他方の室10b
(あるいは10a)からは蓄熱体4b(あるいは4a)
を通して燃焼ガスの排出を図るように設けられている。
燃焼用空気は図示しない押し込みファンなどによって供
給される。また、各燃料パイプ5a,5bには図示して
いないが燃料供給系が遮断弁などを介して連結され、燃
料量調整弁によって調整された燃料が選択的に交互に供
給される。また、燃焼用空気と燃料の一部は図示してい
ないパイロットバーナに分配されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the heat storage bodies 4a and 4b are housed in the heat storage body case 3, and the fuel pipe housing 3 having two fuel pipes therein and the air housing 6 are integrated. This can be inserted into the radiant tube 1. In the case of the present embodiment, the heat storage case 3 and the air housing 6, which are made of, for example, heat resistant steel, are fixed to the flange portion of the radiant tube 1. The air housing 6 has two ports 6a, 6
b, and the ports 6a, 6b are connected ducts 11a,
11b are respectively connected to the switching ports of the four-way valve 7 serving as a flow path switching means, and by switching the four-way valve 7, it is possible to selectively connect to either the combustion air supply system 8 or the combustion gas exhaust system 9. ing. And one chamber 10a
(Or 10b) is supplied with combustion air through the heat storage body 4a (or 4b), while the other chamber 10b is supplied.
(Or 10a) from the heat storage body 4b (or 4a)
It is provided so as to discharge the combustion gas through.
Combustion air is supplied by a push fan or the like (not shown). Although not shown, a fuel supply system is connected to each of the fuel pipes 5a and 5b via a cutoff valve or the like, and the fuel adjusted by the fuel amount adjusting valve is selectively and alternately supplied. Further, a part of the combustion air and the fuel is distributed to a pilot burner (not shown).

【0018】ここで、蓄熱体4a,4bとしては比較的
圧力損失が低い割に熱容量が大きく耐久性の高い材料、
例えばセラミックスで成形されたハニカム形状のセル孔
を多数有する筒体の使用が好ましい。例えば、排ガスの
ような1000℃前後の高温流体と燃焼用空気のような
20℃前後の低温流体との熱交換には、例えばコージラ
イトやムライト等のセラミックスを材料として押し出し
成形によって製造されるハニカム形状のものの使用が好
ましい。また、ハニカム形状の蓄熱体は、コージライ
ト、ムライト以外のセラミックス例えばアルミナやセラ
ミックス以外の素材例えば耐熱鋼等の金属あるいはセラ
ミックスと金属の複合体例えばポーラスな骨格を有する
セラミックスの気孔中に溶融した金属を自発浸透させ、
その金属の一部を酸化あるいは窒化させてセラミックス
化し、気孔を完全に埋め尽くしたAl2 3 −Al複合
体、SiC−Al2 3 −Al複合体などを用いて製作
しても良い。尚、ハニカム形状とは、本来六角形のセル
(穴)を意味しているが、本明細書では本来の六角形の
みならず四角形や三角形のセルを無数にあけたものを含
む。また、一体成形せずに管などを束ねることによって
ハニカム形状の蓄熱体1を得るようにしても良い。ま
た、蓄熱体の形状も特に図示のハニカム形状に限定され
ず、場合によっては平板形状や波板形状の蓄熱材料を筒
状のケーシング内に放射状に配置したり、パイプ形状の
蓄熱材料を軸方向に流体が通過するように筒状のケーシ
ング内に充填したものであっても良い。例えば、図示し
ていないが隔壁によって周方向に2室に区画形成され、
軸方向に流体が通過可能とした筒状のケーシングを用意
し、これの各室に球状、短管、短棒、細片、ナゲット
状、網状などの蓄熱材料の塊りを充填することによって
構成されたものでも良い。
Here, as the heat accumulators 4a and 4b, a material having a large heat capacity and a high durability despite a relatively low pressure loss,
For example, it is preferable to use a tubular body having a large number of honeycomb-shaped cell holes formed of ceramics. For example, for heat exchange between a high temperature fluid of around 1000 ° C. such as exhaust gas and a low temperature fluid of around 20 ° C. such as combustion air, a honeycomb manufactured by extrusion molding using a ceramic such as cordierite or mullite as a material. It is preferable to use a shape. In addition, the honeycomb-shaped heat storage material is a ceramic other than cordierite or mullite, for example, a material other than alumina or ceramics, such as a metal such as heat-resistant steel, or a composite of ceramic and metal, for example, a metal melted in the pores of a ceramic having a porous skeleton. Spontaneously penetrate,
A part of the metal may be oxidized or nitrided to form a ceramic, and the pores may be completely filled with Al 2 O 3 -Al composite, SiC-Al 2 O 3 -Al composite, or the like. The honeycomb shape originally means hexagonal cells (holes), but in the present specification, not only the original hexagonal cells but also quadrangular or triangular cells are opened innumerably. Further, the honeycomb-shaped heat storage body 1 may be obtained by bundling tubes and the like without integrally molding. Further, the shape of the heat storage body is not particularly limited to the honeycomb shape shown in the figure, and in some cases, flat plate-shaped or corrugated plate-shaped heat storage material is radially arranged in the tubular casing, or pipe-shaped heat storage material is arranged in the axial direction. It may be filled in a cylindrical casing so that the fluid may pass through. For example, although not shown, it is divided into two chambers in the circumferential direction by partition walls,
A cylindrical casing that allows fluid to pass through in the axial direction is prepared, and each chamber is filled with a lump of heat storage material such as a spherical shape, a short tube, a short rod, a strip, a nugget shape, or a net shape. It may be the one that was given.

【0019】以上のように構成されたシングルエンド型
蓄熱式ラジアントチューブバーナシステムによれば次の
ようにしてラジアントチューブは加熱される。
According to the single-end heat storage type radiant tube burner system configured as described above, the radiant tube is heated as follows.

【0020】図示していない送風機から圧送される燃焼
用空気は四方換弁7を通ってエアハウジング6のエア入
口6aより蓄熱体4aに導入され、該蓄熱体4aを通過
することによって熱交換により燃料の着火温度以上の高
温例えば排気される燃焼ガスよりも僅かに低温の800
℃程度あるいはそれ以上とされて、ノズル3aから少な
くとも60m/sec程度以上の高速でラジアントチュ
ーブ1内(燃焼室10a)に噴出される。一方、燃料パ
イプハウジング5の内部に設置された2本の燃料パイプ
の片方5aからチューブ1内の燃焼室6aに燃料が噴出
され、高速噴流の燃焼用空気に随伴され、緩慢燃焼す
る。ここで、燃焼用空気の噴射によって惹き起こされる
燃焼ガスの強循環は、噴射速度が速いほど良好であり、
少なくとも60m/sec程度以上、好ましくは80m
/sec以上、最も好ましくは100m/sec以上で
ある。
Combustion air pressure-fed from a blower (not shown) is introduced into the heat storage body 4a from the air inlet 6a of the air housing 6 through the four-way conversion valve 7 and passes through the heat storage body 4a to exchange fuel by heat exchange. Above the ignition temperature of, for example, 800 that is slightly lower than the temperature of the exhausted combustion gas
The temperature is set to about 0 ° C. or higher and is jetted from the nozzle 3a into the radiant tube 1 (combustion chamber 10a) at a high speed of at least about 60 m / sec. On the other hand, the fuel is ejected from one of the two fuel pipes 5a installed inside the fuel pipe housing 5 into the combustion chamber 6a in the tube 1 and is accompanied by the combustion air of the high-speed jet flow, and burns slowly. Here, the strong circulation of the combustion gas caused by the injection of the combustion air is better as the injection speed is faster,
At least about 60 m / sec or more, preferably 80 m
/ Sec or more, and most preferably 100 m / sec or more.

【0021】また、燃焼用空気の高速噴流によって燃焼
室10a内においては燃焼ガスの強循環が起こり、チュ
ーブ内温度を平均化し、局部高温域のない平坦なものと
する。
Further, the high-speed jet of the combustion air causes a strong circulation of the combustion gas in the combustion chamber 10a to average the temperature in the tube and make it flat without a local high temperature region.

【0022】燃焼ガスはチューブ1内の仕切り2の片側
を通過し、チューブ先端部で流れ方向を反転してノズル
3bより蓄熱体ケース3に流入して蓄熱体4bを通過す
る。そして、蓄熱体4bを加熱し、エア入口6bより四
方弁7を介して排気系9へ排出される。
The combustion gas passes through one side of the partition 2 in the tube 1, reverses the flow direction at the tip of the tube, flows into the heat storage case 3 from the nozzle 3b, and passes through the heat storage body 4b. Then, the heat storage body 4b is heated and discharged from the air inlet 6b to the exhaust system 9 via the four-way valve 7.

【0023】この動作を20〜60秒毎に左右の切り換
えを行うことにより、蓄熱式高速切換燃焼を実現する。
By switching this operation to the left or right every 20 to 60 seconds, a heat storage type high speed switching combustion is realized.

【0024】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、流路切換手段7としては、四方弁に限られ
ず、本件出願人が先に提案した国際特許出願の流路切換
手段(WO94/02784号、WO95/15462
号)などを採用しても良い。
The above embodiment is an example of the preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the flow path switching means 7 is not limited to a four-way valve, but the flow path switching means (WO94 / 02784, WO95 / 15462) of the international patent application previously proposed by the applicant of the present application.
No.) etc. may be adopted.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように本発明の
シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナによ
ると、燃料の発火温度よりも高温でかつ60m/sec
程度以上の高流速でラジアントチューブ内に噴射される
燃焼用空気の流れがラジアントチューブ内に強循環を惹
き起こしながらも火炎を吹き消さずに安定燃焼し、かつ
チューブ先端まで到達してから反対側の燃焼室に反転流
入してチューブ入口側から排気されるので、ショートパ
スを起こすことなくチューブ全体が加熱される。しか
も、ラジアントチューブ内に発生する強循環によって燃
焼ガス・排ガスの自己再循環が形成されるので、緩慢燃
焼による低NOx燃焼が可能となる。
As is apparent from the above description, according to the single end type heat storage type radiant tube burner of the present invention, the temperature is higher than the ignition temperature of the fuel and 60 m / sec.
The flow of the combustion air injected into the radiant tube at a high flow velocity above a certain level causes strong circulation in the radiant tube, but it does not blow out the flame, but it burns stably and reaches the tube tip on the opposite side. Since it reversely flows into the combustion chamber and is exhausted from the tube inlet side, the entire tube is heated without causing a short path. Moreover, since the strong recirculation generated in the radiant tube forms the self-recirculation of the combustion gas and the exhaust gas, the low NOx combustion due to the slow combustion becomes possible.

【0026】さらに、燃焼用空気の高速噴流によってラ
ジアントチューブ内に発生する燃焼ガスの強循環によっ
て、チューブ内温度の平坦化(平均化)が行われ、局所
高温域を発生させない。このため、チューブ内平均温度
を限界温度(Tmax)付近にまで上げることができ、
伝熱量の増大を図れると共にチューブ表面温度差を小さ
くしてチューブへの熱的応力を減少させチューブ寿命を
延命させる。同時に、高温の燃焼ガスが蓄熱体を通って
排気される際に、その顕熱が蓄熱体に回収されてから、
再び極めて高い熱効率で燃焼用空気の予熱に使われてラ
ジアントチューブ内へ戻される。このため、燃焼用空気
の温度は蓄熱体へ流出する燃焼排ガスの温度に近い高温
とできるので、熱効率を維持できる。
Further, the strong circulation of the combustion gas generated in the radiant tube by the high-speed jet of the combustion air flattens (averages) the temperature inside the tube and does not generate a local high temperature region. Therefore, the average temperature in the tube can be raised to near the limit temperature (Tmax),
The amount of heat transfer can be increased and the temperature difference on the tube surface can be reduced to reduce the thermal stress on the tube and extend the life of the tube. At the same time, when the hot combustion gas is exhausted through the heat storage body, the sensible heat is collected in the heat storage body,
It is used again for preheating the combustion air with extremely high thermal efficiency and is returned into the radiant tube. Therefore, the temperature of the combustion air can be set to a high temperature close to the temperature of the combustion exhaust gas flowing out to the heat storage body, so that the thermal efficiency can be maintained.

【0027】また、ラジアントチューブの2つの燃焼室
の間で短時間に交互に燃焼させるので、火炎位置が頻繁
に移り変わる非定在火炎となりチューブ内温度分布がよ
り均一化でき、加熱むらが少なくなるし、装備がコンパ
クトで簡単にできる。
Further, since the two combustion chambers of the radiant tube are alternately burned in a short time, a non-stationary flame in which the flame position changes frequently can be made more uniform in the temperature distribution in the tube, and uneven heating can be reduced. The equipment is compact and easy.

【0028】また、請求項2記載の発明によると、既存
のチューブをそのまま使用してその中にシングルエンド
型蓄熱式ラジアントチューブバーナ構造を挿入するだけ
で、改造が可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the existing tube can be used as it is, and the single-ended heat storage type radiant tube burner structure can be inserted into the tube to modify the tube.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のシングルエンド型蓄熱式ラジアントチ
ューブバーナの実施の一形態を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a single-ended heat storage type radiant tube burner of the present invention.

【図2】図1のII−II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

【図3】図1のIII−III線に沿う断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.

【図4】従来のシングルエンド型ラジアントチューブバ
ーナを示す縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional view showing a conventional single-ended radiant tube burner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ラジアントチューブ 2 仕切り 3 蓄熱体ハウジング 4a,4b 蓄熱体 5 燃料パイプハウジング 6 エアハウジング 6a,6b エア入口 7 流路切換手段たる四方弁 8 燃焼用空気供給系 9 排気系 10a,10b 燃焼室 12 保炎筒 1 Radiant tube 2 Partition 3 Heat storage housing 4a, 4b Heat storage 5 Fuel pipe housing 6 Air housing 6a, 6b Air inlet 7 Four-way valve which is a flow path switching means 8 Combustion air supply system 9 Exhaust system 10a, 10b Combustion chamber 12 Insulation Flame tube

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一端が閉塞されたシングルエンド型ラジ
アントチューブ内を先端側で連通する2つの燃焼室に仕
切る長手方向の仕切りと、各燃焼室の入口側に収容され
るハニカム状の蓄熱体と、該蓄熱体を介して燃焼用空気
供給系と排気系とに交互に前記燃焼室をそれぞれ接続可
能とする流路切替手段と、前記燃焼用空気が噴射される
側の燃焼室に燃焼用空気とほぼ平行に燃料を噴射する燃
料パイプとを有し、各蓄熱体を通過させて燃料の着火温
度よりも高温に予熱された燃焼用空気を約60m/se
c以上の高速でいずれか一方の燃焼室に噴射させて燃焼
させると共に他方の燃焼室から燃焼ガスを蓄熱体を経て
排気させることを短時間に交互に切り替えて行うことを
特徴とするシングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブ
バーナ。
1. A longitudinal partition that divides a single-ended radiant tube whose one end is closed into two combustion chambers that communicate with each other at the tip side, and a honeycomb-shaped heat storage body that is housed at the inlet side of each combustion chamber. A flow path switching means for alternately connecting the combustion chambers to the combustion air supply system and the exhaust system via the heat storage body, and the combustion air to the combustion chamber on the side where the combustion air is injected. And a fuel pipe for injecting fuel substantially in parallel with each other, and about 60 m / se of combustion air preheated to a temperature higher than the ignition temperature of the fuel by passing through each heat storage body.
A single-end type characterized by alternately injecting into one of the combustion chambers at a high speed of c or higher for combustion and exhausting the combustion gas from the other combustion chamber through a heat storage body in a short time. Heat storage type radiant tube burner.
【請求項2】 開口端に保炎筒を設けた燃料パイプハウ
ジングに2本の燃料パイプを収めてラジアントチューブ
の中央に装入し、かつ前記燃料パイプハウジングの2本
の燃料パイプの間から前記ラジアントチューブ内を先端
では連通する2室に仕切る仕切りを前記燃料パイプハウ
ジングに取り付けると共に前記燃料パイプハウジングの
周囲に2つの領域に区画された蓄熱体を配置し、前記仕
切りで区画された2つの燃焼室に交互に燃料を噴射する
と共にその周りから前記蓄熱体を通過して高温にされた
燃焼用空気を噴射することを特徴とする請求項1記載の
シングルエンド型蓄熱式ラジアントチューブバーナ。
2. A fuel pipe housing having a flame holding cylinder at an open end, the two fuel pipes being housed in the center of a radiant tube, and between the two fuel pipes of the fuel pipe housing. A partition that partitions the inside of the radiant tube into two chambers that communicate with each other at the tip is attached to the fuel pipe housing, and a heat storage body that is partitioned into two regions is arranged around the fuel pipe housing, and two combustion chambers that are partitioned by the partition are arranged. 2. The single-ended heat storage type radiant tube burner according to claim 1, wherein fuel is alternately injected into the chamber, and the combustion air which has passed through the heat storage body and is heated to a high temperature is injected from around the fuel.
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