JPS5926237Y2 - 炉壁の構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、輻射効率のよい改良された炉壁の構造に関す
るものである。

従来、炉内雰囲気の調節が必要な炉、例えばフェライト
や触媒などの雰囲気コントロールが必要なものの加熱炉
や焼成炉では、燃焼ガスと炉内雰囲気の混合を防止する
目的でラジアントチューブが使われているか′、このよ
うな雰囲気をみださない熱処理の必要な炉ではラジアン
トチューブ又はそれに相当する構造を炉壁に設けること
も有効である。

この形式では輻射伝熱が支配的であるがそれを生かす配
慮は殆んどなされておらず省エネルギー化が強く要望さ
れている今日改良が必要である。

本考案は、このような観点から種々研究の結果として表
面の輻射率を向上せしめた炉壁の構造を提供することに
成功したもので、炉内表面部には多数の凹部又は複数の
溝部を、中間部には加熱若しくは冷却媒体の通路として
の空間部をそれぞれ形成し、かつ背面部には断熱層を形
式せしめてなる炉壁を要旨とするものである。

本考案は、このように中間部に加熱又は冷却媒体を通す
空間部をもつ炉壁の炉内側表面に特定の加工を施こして
おくことにより、炉壁の輻射率を向上させ、輻射伝達効
率、熱伝達効率を向上せしめることに成功したもので、
雰囲気調節を必要とする加熱炉、焼成炉場合によっては
冷却炉などの炉の熱効率、回転効率、製品の歩留り向上
などを可能ならしめたもので、実用的価値は大きいもの
である。

図面を参照しながら以下説明するが、本考案の如き炉壁
は、加熱炉、焼成炉或は冷却炉において一般に使用され
、被加熱物に対する熱伝達は輻射伝熱が主体となるので
輻射効率のよいことは特に利点が大きい。

一方熱伝達、熱工学的には固体表面にくぼみ部（凹部）
があると見掛けの輻射率が向上することが知られている
が、本考案は輻射伝熱が最も効果的なこの種炉壁にこれ
らの考え方を利用したものである。

第１図は、本考案炉壁１の典型的な例であり、炉内表面
部２に多数の凹部としての孔３が設けられ、中間部４に
は空間部５が存在し、背面部には断熱層６が形成されて
なるものである。

ここで、炉内表面部の多数の孔について説明すると、ま
ずこの凹部は中間部と一体の炉壁の表面に形成したもの
であるのが効率的で好ましいが、中間部に相当する炉壁
の炉内前面に、孔のある板状などの煉瓦として別個に配
置したものであっても差支えない。

凹部の横断面形状は通常正方形が望ましくその他適当な
方形、円形でもよく、りぼみの奥の形状は第２図ａ、ｌ
）に示す如くアールか′ついても或は角ぼっていてもよ
い。

この凹部としての孔の最適な条件について説明すると、
孔の深さＨと表面の直径Ｒとの比旦は０゜５〜３程度、
孔の表面径（方形なら短径）は３〜２０ｍｍ程度、孔の
表面開孔率は２０〜５５％程度とすることである。

なお、この表面部の凹部は、孔でなく溝であってもよく
、溝の場合は、多数の細条として縦横或はいずれかのみ
に形成してもよいが、少くとも複数形成されていればそ
れなりの効果は得られる。

この溝の場合であっても輻射率は前述の凹部の場合と同
様に、深さＨと溝の幅Ｗとの比晃は０．５〜３程度が最
良で、溝の幅は２〜２０ ｍｍ程度、開講率も２０〜６
０％程度としておくのがよい。

つぎに、中間部に設けられる空間部５について説明する
と、この空間部は、炉内の被処理物を加熱する場合には
燃焼ガスなどの加熱媒体が、被処理物を冷却する場合に
は冷空気などの冷却媒体が流れる通路である。

空間部は、その断面形状は、通常円又は正方形が好まし
く、断面積が３〜５０ｃｍ”望ましくは１０〜２５Ｃ♂
程度の通気路として複数炉表面になるべく近く表面に沿
った中間部を占める位置として形成しておけばよく、目
的によって表面部の四部や材質ガス流れ性なども関係し
て適切に設計される。

背面部に設けられる断熱層は、省エネルギー化を目的と
したこの種の炉壁においては重要であり、用途、目的に
よって、断熱煉瓦、断熱材の貼りつけなど適当な手段で
形成せしめることができる。

一方、表面部を含めた中間部までの材質については、熱
伝導率のよいものを使うのがよいことばいうまでもない
が、本考案における凹部や溝形成は、赤外領域で輻射率
の高いコージェライトやＳｉ３Ｎ４質の材質に対して、
その輻射率の落ち込み２μ以下の近赤外領域に対し特に
有効に作用することが見い出され、これらの材質の性能
をより向上でき、さらにこれらの材質が耐熱衝撃性がよ
いため極めて急の昇温、降温も可能であることを合わせ
考慮すれば輻射効率ばかりか炉の回転効率をさらに改善
することも可能となり、これらは、特に望ましい材質と
いえる。

第３図にて本考案の応用例の一つを説明すると、それは
、中間壁の空間部をさらに２重構造とし、炉内側の空間
部を燃焼ガス通路５とし、炉外側の空間部を予熱空気の
通路５′としたもので、熱回収型の炉壁としても適して
おり、より有効なものの一つである。

このような本考案の炉壁は空間部に燃焼ガスを流し、炉
内の被処理物を加熱する目的の炉で形成することが多い
が、加熱したガラス板を冷却処理するような冷却炉にお
いても利用することができ、この場合にはガラス板の冷
却を輻射を主体として行なうことができるため局部的な
熱応力の発生をなくすことができ急激な冷却が可能とな
る利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の典型例を示す炉壁の断面説明図、第
２図は、炉壁表面部の部分拡大断面説明図、第３図は本
考案の応用例を示す断面説明図をそれぞれ示す。 図面にて、１は炉壁、２は表面部、３は凹部、４は中間
部、５は空間部、６は断熱層をそれぞれ示している。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉内表面部には多数の凹部又は複数の溝部を、中間部に
   は加熱若しくは冷却媒体の通路としての空間部をそれぞ
   れ形式し、かつ背面部には断熱層を形式せしめてなる炉
   壁の構造。