JPS5818015A - 放射管 - Google Patents

放射管

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JPS5818015A
JPS5818015A JP56116877A JP11687781A JPS5818015A JP S5818015 A JPS5818015 A JP S5818015A JP 56116877 A JP56116877 A JP 56116877A JP 11687781 A JP11687781 A JP 11687781A JP S5818015 A JPS5818015 A JP S5818015A
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越後 亮三
Takaaki Noda
野田 孝昭
Kouichirou Kanefuji
金藤 紘一郎
Kenjiro Sato
健二郎 佐藤
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04Arrangements of recuperators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/12Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically the surrounding tube being closed at one end, e.g. return type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加熱炉内の鋼片その他の固体あるいは流体状
の被熱物の加熱に用いる放射管に関し、被熱物への伝熱
性能および熱回収性能がすぐれた、熱交換器を内蔵した
コンパクトな構造の放射管を提供することを目的とする
しかしてこの発明の要旨は、放射管の排ガス側の管体内
に、筒状の通気性固体から成る第1仕切を上記放射管の
被熱物加熱面に対応する位置に配設するとともに筒状の
通気性固体から成る第2仕切を上記第1仕切より排ガス
出口寄りの位置に配設し、上記第1仕切および第2仕切
により囲繞された熱交換室内に熱゛交換器を設け、上記
放射管内の高温ガスが上記第1仕切を通過して上記熱交
換室を経て上記第2仕切を通過後上記排ガス出口から排
出されるよう流通するガス流通路を形成したことを特徴
とする放射管に娶る。
この発明において通気性固体とは、金属やセラミック等
の耐熱材料から成シ、網状、ハニカム状、せんい伏、多
孔質状などの通気性を有する形状にへ 成形された適宜厚さの固体をいう。この通気性固体は小
球あるいは小径線が多数集合したものと等価と考えられ
るので、実質的な表面積がきわめて大きく、この通気性
固体にガスを流通させた場合には、対流熱伝達係数が著
しく大きい。
以下第1図乃至第5図によシこの発明の第1実施例を説
明する。
図中、■は加熱炉の加熱室、42は炉壁で、3はこの炉
壁を貫通して取付けた放射管、4はこの放射管の排ガス
側(反バーナI11 )の管体、5は排ガス出口である
。6は通気性固体から成る筒状の第1仕切、7は同じく
通気性固体から成る筒状の第2仕切で、本実施例ではい
ずれも通気性固体としてステンレス金網(線径0.6m
、16メツシユ)を8層積層して厚さ10gmの円筒状
としたものを用いる。上記第1仕切6の両端部は外周部
に通気孔8をそなえた支持板9と耐熱材製のシールリン
グ10とに固着しである。また第2仕切7の両端部はシ
ールりング10と管体4の端部フランジ11に着脱自在
な蓋12とに固着しである。13は第2仕切7の中間部
を支持するサポートで、第2仕切7の外周部に固着した
バンド14と該バンドに突設固着した脚15とから成る
。なお支持板9、シールリング10、およびサポー)1
3は、管体4に該管体の長手方向に摺動自在に嵌込まれ
ている。また16は支持板9の前面に貼付けた耐熱材製
の保護円板である。上記シールリング10はほぼ炉壁2
の内面付近に対応する位置に設けられ、第1仕切6は放
射管3の加熱室l内部分すなわち被熱物加熱面に対応す
る位置に設けである。
17は第1仕切6と第2仕切7とに囲繞されて形成され
た熱交換室である。18は燃焼空気予熱用のバヨネット
形の熱交換器で、熱交換室17内に設けられ、外筒19
と内筒2oから成る二重管構造を有し、外[19の基部
は蓋12に固着しである。21は送風機からの空気供給
口、22は予熱空気出口で、配管にょシ放射管3の図示
しないバーナに接続される。23は内筒2oと外筒19
との間に取付けたらせん状のフィンを兼ねたサポートで
、空気供給口21よシ流入した空気の外筒19との接触
距離の延長をはかるためのものである。
上記構成の放射管3において、図示しないバーナ端部に
取付けたバーナにおいて燃料を燃焼させると、約110
0℃の高温の燃焼ガス(以下単にガスと祢する。)は管
体4内を流通し管体4を主として対流伝熱によシ加熱後
、第1仕切6と管体鴫i 4の間から第1仕切6を通過して熱交換室17内に流入
する。この際第1仕切6は表面積が大きいため通過する
ガスによシガス温度に近い高温に加熱され、この高温と
なった第1仕切6からの放射伝熱よ多管体4が加熱され
、被熱物の加熱に利用される。一方第1仕切6;通過に
よ!D 200〜400℃程度温度降下したガスは、熱
交換室17内を通過して熱交換器18を主と′して対流
伝熱により加熱後、第2仕切7を通過して第2仕切7を
高温に加熱し、第2仕切7の通過によりさらに100〜
300℃温度低下して約400℃となシ排ガス出口5よ
シ外部へ排出される。熱交換器18の外筒19は熱交換
室17内を流通するガスによる対流熱伝達に加えて第1
仕切6および第2仕切7からの放射伝熱によシ高温に加
熱され、燃焼用空気は十分予熱されてバーナに供給され
るのである゛。
なお図示しないが仕切6および7を一体の通気性固体で
構成し、シ・−〃リングIOをその外周に嵌着する構造
とすることもできる。
上記第1仕切6および第2仕切7を構成する通気性固体
Sにおける放射エネルギ射出状態にらいて第5図により
説明すると、通気性固体Sはガス流通方向に厚さXを有
するため、その層内には通過するガスとの対流熱伝達に
よシ曲8124で示す温度勾配を生じる。そして各層x
1、x2、・・・・・・x6においてガスの上流側(1
)および下流側り)に射出する放射エネルギは矢印y1
、y、、、町・・y5、およびzl、z2、・・・・・
・z6 であるが、このうち放射エネルギz1、z2、
y4、y6は通気性固体の遮蔽効果によシ減衰されるの
で、結局放射エネルギの主要部25はガスの上流側■方
向に向き、第1仕切6の場合は管体4の加熱に、第2仕
切7の場合は熱交換器18の加熱にそれぞれ有効に利用
されるのである。また通気性固体Sはガス下流I11■
において抜熱(奪熱)をおこなってもガス上流側(7)
の温度はほとんど変らないという′特徴をもつので、第
1仕切6のガス下流側に熱交換器17を設けて抜熱をお
こなっても、ガス上流側の放射管の管体4がこの影響を
受けて冷却されることはない。
第6図はこの発明の第2実施例を示し、第1仕切30に
熱交換器31の先端部32を環5頭部33と、管体4の
内面に摺接するつば部34を形成した点、第2仕切35
に同じく管体4の内面に摺接するつば部36を設けた点
、および熱交換器31を先端部を除いて2分する仕切板
37をそなえた形式のものとした点のみが第1実施例と
異なる。本実施例においても第1実施例と同様に、放射
管3内のガスが第1仕切30を通過して熱交換室17を
経て第2仕切35を通過後排ガス出口5から排出される
よう流通するガス流通路が形成され、第1実施例と同様
な作用効果を得ることができるものである。なお図中第
1実施例と同一符号を付した部分は第1実施例と同一ま
たは相当部分を示す。
なお上記各実施例においては熱交換器は燃焼用空気予熱
用に用いたが、この他に炉内雰囲気ガスその他の各種流
体の予熱あるいは加熱用に用いてもよい。
以上はこの発明をバーナの燃焼ガスを高温ガスとして用
いる加熱炉用放射管に適用した場合について説明したが
、この発明はソルトバス用(浸漬管)、温室用など各種
高温ガスを用いた各種用途および構造の放射管に適用で
きる。
以上説明したようにこの発明によれば、高い放射能力を
有する通気性固体から成る第1仕切および第2仕切を用
いて燃焼ガスの顕熱を放射熱に変換し、放射管の管体へ
の放射熱の付加による加熱室内への伝熱性能の向上と熱
交換器への放射熱の付加による熱回収効率の向上を達成
でき、かつ熱交換器を放射管へに内蔵させた極めてコン
パクトな構造の熱交換器付放射管を得ることができる。
また第1仕切、第2仕切、熱交換器等の付設により、既
設の放射管を容易に改造して本発明に係る熱交換器、付
放射管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示す放射管の縦断面図
、第2図は第1図のA−A線断面図、第3図は同じ(B
−B線断面図、第4図は同じくC−C線断面図、第5図
は通気性固体の放射射出状態を示す模式説明図、第6図
はこの発明の第2実施例を示す放射管の縦断面図である
。 3・・・放射管、4・・・管体、5・・・排ガス出口、
6・・・第1仕切、7・・・第2仕切、10・・・シー
ルリンク゛、17・・・熱交換室、18・・・熱交換器
、30・・・第1仕切、31・・・熱交換器、34・・
・つば部、35・・・第2仕切、36・・・つば部。 出願人 大同特殊鋼株式会社 越後亮三 代理人  乾   昌 雄 ラ 1 口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 放射管の排ガス側の管体内に、筒状の通気性固体から成
    る第1仕切を上記放射管の被熱物加熱面に対応する位置
    に配設するとともに筒状の通気性固体から成る第2仕切
    を、上記第1仕切よシ排ガス出口寄シの位置に配設し、
    上記第1仕切および第2仕切によシ囲繞された熱交換室
    内に熱交換器を設け、上記放射管内の高温ガスが上記第
    1仕切を通過して上記熱交換室を経て上記第2仕切を通
    過後上記排ガス出口から排出されるよう流通するガス流
    通路を形成したことを特徴とする放射管。
JP56116877A 1981-07-24 1981-07-24 放射管 Granted JPS5818015A (ja)

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