JPS6032780B2 - 管式加熱炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は韓射熱伝達を利用した管式加熱炉に関する、。

一般に、管式加熱炉はバーナを備えなた燃焼室と、該燃
焼室内に配設された伝熱管を主要部として構成され、燃
料燃焼による高温ガス若しくは火炎を韓射熱源として、
該伝熱管内を循環する被加熱流体を額射熱伝達により加
熱し、該流体の加溢又は蒸発を行うものである。従来、
この種管式加熱炉としては第１図に示す形式のものが使
用されている。

すなわちＡは１列管群の片面鰭射及び片面反射の例、Ｂ
は２列管群の両面頚射の例、Ｃは１列管群両面頚射の例
、Ｄは１列管群の片面頚射及び片面反射と１列管群の両
面頚射の併用例、Ｅは１列管群の片面韓射及び片面反射
と２列管群両面鏡射との併用の例である。ここで、上記
第１図Ａに示した管式加熱炉は、化学工業協会編「分解
、加熱、蒸留を中心にする設計一丸善株式会社・昭和４
９年１１月２０日発行のＰＩ１４図６，１管式加熱炉の
諸型式に示される図ｄ〜ｉに概当するタイプのものであ
り、第１図Ｂに示した管式加熱炉は、上記文献の管式加
熱炉の諸型式に示される図ｋ，ｐ，ｑ、米国特許第３０
４０７１８号明細書に開示された管式加熱炉及び袴公昭
５２−４４８２０号公報に開示された管式加熱炉に概当
するタイプのものであり、第１図Ｃに示した管式加熱炉
は、前記文献の管式加熱炉の諸型式に示される図１，ｍ
及び袴公昭４１一７３８８号公報に開示された管式加熱
炉に概当するタイプのものであり、第１図Ｄに示した管
式加熱炉は、米国特許第２４５６７８７号明細書に開示
された管式加熱炉に概当するタイプのものであり、第１
図Ｅに示した管式加熱炉は、前記文献の管式加熱炉の諸
型式に示される図ｎに棚当するタイプのものである。

かかる管式加熱炉において、その性能を左右する頚射伝
熱量は文献（佐野司郎著「管式加熱炉」日刊工業新聞社
昭和４３羊発行第９５〜９６頁）に示されているように
次式によって表わされる。

ｑｉｔ＝４．８洲争ｆ８・◇ｉｔ〔（品）４−（誌）４
〕但しｑｉｔ＝熱源（ｉ面）より管壁面（ｔ面）への韓
射伝熱量（Ｋｃａそ／ＨＲ）Ａｔ＝加熱管表面積（Ｍ２
） Ｃ ＝管の間隔比（管と管との中心間隔／管外径ｆ耳＝
有効面積率 ◇ｉｔ＝総括到達率（熱源（ｉ面）より加熱管に対する
）Ｔｉ＝熱源（ｉ面）の温度（Ｋ） Ｔｔ＝加熱管温度 ここで、有効面積率ｆ８は加熱炉における管配列方式に
応じて夫々管の間隔比Ｃと騎射の方式により設定するこ
とのできる係数であり、該間隔比Ｃと有効面積率ｆ８と
の関係は第７図に示すようなグラフ（（佐野司郎著「管
式加熱炉」日刊工業新聞社昭和４３王発行第８９頁にお
ける“管列に対する有効面積率”図参照）に示さる。

尚、このグラフにおいて、Ａ線は管が２列配列されてい
る場合の２列に対する直接韓射と反射の合計、Ｂ線は管
が１列配列されてにいる場合の１列に対する直接韓射と
反射の場合、Ｃ線は管が２列配列されている場合の前列
に対する直接鏡射と反射の合計、Ｄ線は管が２列配列さ
れている場合の前列に対する直接額射（反射を含まない
）、又は管が１列配列されている場合の直接韓射（反射
を含まない）、Ｅ線は管が２列配列されている場合の後
列に対する直接露射と反射の合計、Ｆ線は管が２列配列
されている場合のの後列に対する直接頚射（（反射を含
まない）を夫々示している。

次に第１図Ａ〜Ｅにおいて、管間隔比Ｃ則ち各加熱管の
管外律ｄと管と管との中心間隔（管ピッチ）が等しいと
した時の有効面積率ｆＥ及び１管列の長さを比較する。
まず、第１図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの有効面積率ｆＥを求
めるために管外蓬ｄが６．５インチ、管ピッチが１２イ
ンチの例でｆ８を求めてみる。

管の間隔雌渋５＝胸となる。そして第７図はれ‘まＡの
場合は、１列管群の片面頭射及び片面反射に相当するの
で、第７図のＢ線より有効面積率ｆ８＝０．９１となる
。

Ｂの場合は２列管群の両面鏡射すなわち１列管群に対す
る直接頚射と２列管群における後列に対する直接韓射の
合計に相当するので第７図のＤ線、、Ｆ線の合計となる
。したがって、有効面積率ｆＥ＝（０．７十０．２１）
＝０．９１となる。Ｃの場合は１列管群の両面韓射に相
当するので、有効面積率ｆ８は第７図の○線の２倍とな
る。したがって、有効面積率ｆＥｃ＝０．７×２：１．
４となる。Ｄの場合はＡとＣの組合せであるので管３列
の有効面積率ｆＥの平均値はｆ脚＝１‐４十（学９１×
２＝１‐０７３となる。

ＥはＡとＢの組合せであるので管４列の有効面積率ｆ８
の平均値はｆＥＥ＝（０‐９１×２）王（０‐９１×２
）＝ｏ‐９１となる。１管列の加熱管の表面積Ａｔ，は
管外径をｄ、加熱管１本の長さをそ，１管列中の加熱管
の本数をｎとするとＡｔ，＝汀ｄそＮｎで表わされる。

一方、加熱管の有効面積Ａｔは管列の数をＫとすると、
ＫＡｔ，ｆ８で表わされる。１管列の長さａは管のピッ
チをＰとすればａ＝（ｎ−１）ｐで表わされる。

管外蓬ｄ、加熱管体の長さそ、管ピッチが同じ条件下で
、有効面積率が等しくなるように第１図Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
について１管列の長さを求めるとＡの場合の１管列の長
さをａとおけばＢの場合の１管列の長さは憲巻亀から箸
さま群＝ａとなる。

同様にＣの場合は≧学チ生＝・‐＄ Ｄの場合は．・４≧議竜器２）＝ｏ‐５６虫松×０．９
１Ｅの場合は（〇．９１×２）十（〇．９１×２）＝０
．９となる。

すなわち第１図に示したような長さとなる。従って、第
１図Ａ，Ｂの模型図に夫々示すような１列管群の片面韓
射及び片面反射の場合と、２列管群の両面鱗射の場合で
はその管群に対する有効面積率は概略等しく、この２つ
の場合の管配列は韓射熱伝達的に総括到達率？ｉｔが等
しい場合鰻射伝熱量ｑｉｔは等価である。総括到達率Ｊ
ｉｔが等しい場合には、Ｃに示したものは管列長さが先
のＡ，Ｂに示したものより良いものになり、Ｄ，Ｅに示
したものは管列長さが短いものになる。

この場合実際には、管列長さは加熱管本数により調整さ
れる。さて、総括到達率ぐｉｔは受熱面黒度、ガス黒度
、受熱面面積、反射面面積等の関数であり、更に管配列
、炉の容積等がパラメータとなって決定されるため、夫
々の管配列方式毎に若干相違するがそれほど大きく変わ
るものではない。

このため、第１１図Ａ〜Ｅに示した如き各管配列が鏡射
熱伝達的に等価であるということは厳密には成立しない
が、図の管列長さの数値から大きく偏俺するものではな
い。従って、以上の観点から１列管群の片面頚射、片面
反射の管配列と１列管群又は２列管群の両面鶴射の管配
列とを併用するのが、１管列の長さを短くでき炉の大き
さを小さくできるので炉の設計を圧倒的に有利にすると
いう原理が成り立つのである。本発明は以上のような原
理に基づき、両面韓射と片面韓射片面反射による加熱を
受けるスパイラル状の第１伝熱管と片面韓射及び片面反
射による加熱を受ける第２の伝熱管とを併用する構成に
することにより、伝熱管の収容体積を少なあものにして
炉体の限られた空間を最大限に利用できるようにし、炉
の製作を全体的に容易にすることを目的としたものであ
る。

即ち、本発明の構成は、伝熱管を加熱することにより管
内の被加熱流体を加熱する管式加熱炉内に、軸方向が炉
床に平行なスパイラル状伝熱管が並列に設けられた第１
の伝熱管と、該スパイラル内方に設けた第１の熱源及び
外方に設けた第２の熱源と、該第２の熱源を包囲するよ
うに配列した第２の伝熱管と、を備え、同一炉内に両面
頚射と片面韓射片面反射を受ける前記第１の伝熱管と、
片面韓射片面反射を受ける前記第２の伝熱管と、を併設
した管式加熱炉である。

そして、その作用はまず、第１の伝熱管の並列に配した
スパイラル状伝熱管においては、それに対応する第１の
熱源により一部が１列管群における片面顔射と片面反射
とによる伝熱を受け、第１の熱源及び第２の熱源により
一部が１列管群における両面頚射による伝熱を受ける。

そして、第２の伝熱管においては、第１の熱源及び第２
の熱源により１列管群の片面頚射と片面反射とによる伝
熱を受ける。従って本発明では、このような並列に配し
たスパィラル状伝熱管を使用し、炉体を小さくできる効
果を利用するとともに、スパイラル状伝熱管に両面加熱
の作用を付加する第２の熱源からの熱の有効利用のため
に片面韓射片面反射を受ける第２の伝熱管を並列に配さ
れたスパイラル状伝熱管と同一炉内に併設したことを特
徴とする。

即ち前述のような伝熱機構を持ったスパイラル状伝熱管
のみの構成では、管配列部の炉体積は小さくなるが、第
２の熱源が配列された空間が禾利用のまま残されること
により、スパイラル状伝熱管を用いる優位性を十分に発
揮することはできない。従って、伝熱管が配列されてい
ない壁面を残さないためにも本発明のような構成にする
のがよく、炉体の限られた空間を有効に利用することが
できる効果がある。更に、第１の儀熟管のスパィラル状
儀熱管は従釆、−汐史‘こ使用されている蛇行状の伝熱
管のようにリターンベンドが不吉期こなり、溶接及びこ
れに伴う放射線検査個所を大中に削減することができ、
炉の製作が極めて容易となる効果を奏する。

以下本発明の一実施例を第２図〜第８図に基づいて説明
する。第２図及び第３図において、１は加熱炉本体で、
燃焼室ＩＡを構成する。

２は燃焼室ＩＡ部の炉床１Ｂ‘こ配穀された第１の伝熱
管で、水平方向に並列に配された複数のスパイラル状屍
熱管２Ａ〜２Ｄから構成されている。

以上のスパイラル状伝熱管２Ａ〜２Ｄは夫々一端が被加
熱流体の入口部２ａに、他端がその出口部２ｂになって
おり、隣接する伝熱管２Ａ，２Ｂ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｃ，
２０は相互に夫々組手状に重合組付され、連結金具３に
より裏結されている。この場合、伝熱管２Ａ，２Ｂ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｃ，２０はその管円周上において例えば４
ぴの角度で離れた２点ａ，ｂで交叉する。４はスパイラ
ル状伝熱管２Ａ〜２Ｄを炉床ＩＢ上に支持するサポート
で、第４図に示すよに、該伝毒熱管２Ａ〜２Ｄの一部の
管下端部を鉄入支持し得るよう略半円形状の支持機４Ａ
が複数個形成されている。

５は両炉壁側に位置する伝熱管２Ａ，２０を両側の炉墜
ＩＣに支持するサポートで、第５図に示すように複数個
の略半円形状の支持溝５ａ，５ｂを夫々有する一対のサ
ポート部材５Ａ，５Ｂからなり、炉墜ＩＣに夫々固設さ
れた一方のサポート部材５Ａとスパイラル状伝熱管２Ａ
，２Ｄの内側に位置させた他方のサポート部材５Ｂとを
接合することにより、これらの支持溝５Ａ，５ｂにより
形成される支持穴５ｃに該伝熱管２Ａ，２Ｄの一部の管
側端部を夫々挿入支持するようになっている。

６は燃焼室ＩＡの上記第１の伝熱管２の上方の炉墜ＩＣ
に沿って配設された第２の伝熱管で、本実施例では第１
の伝熱管２の環中心軸と直交する方向に平行に延びる複
数本の直管７Ａを数本づつ夫々リターンベンド７Ｂで蛇
行状に接続して形成したヘアピン状髭熱管７で構成され
ている。

この伝熱管７は数組あり、夫々一端が被加熱流体の入口
部７ａに、他端がその出口部７ｂになっている。８は燃
焼室ＩＡの第２の伝熱管６上方に配設された予熱管で、
本実施例では該第２の伝熱管６と同方向に蛇行するヘア
ピン状子熱管９で構成され、該予熱管９は同様に両端が
夫々被加熱流体の入口部９ａと出口部９ｂになっている
。

尚、この予熱管８は炉の熱効率を向上するためのもので
ある。

一方、１０は各スパイラル状伝熱管２Ａ〜２Ｄ内面を加
熱する鰻射熱源となる第１の熱源としての第１のバーナ
で、該伝熱管２Ａ〜２Ｄの端面と対面する両側の炉壁Ｉ
Ｃにおいて伝熱管２Ａ〜２Ｄ夫々の中心軸位置に相対同
して１対づつ備えられており、その内側に向けて火炎を
生ぜしめるようになっている。

１１及び１２〜１４は各スパイラル状伝熱賛２Ａ〜２Ｄ
外面及び第２の伝熱管６を加熱する頚射熱源となる第２
の熱源としての第２のバーナで、このうちバーナ１１は
第１のバーナ１０を装着した両側の炉壁ＩＣにおいて、
第１の伝熱管２の中央の直上方位層に相対向して一対備
えれており、バーナ１２〜１４は上記バーナ１１が装着
された炉壁ＩＣと異なる他の両側の炉壁ＩＣにおいて、
バーナ１１より上方位置に一対づつ夫々一定の間隔で離
間して備えられており、夫々燃焼室ＩＡ内に火炎を生ぜ
しめるようになっている。

上記構成の加熱炉において、被加熱流体は予熱管８に送
出され、そのヘアピン状子熱管９内を流動して予熱され
た後第１の伝熱管２の各スパイラル状伝熱管２Ａ、〜２
Ｄに送出され、該伝熱管２Ａ〜２０内を夫々流動し、更
に第２の伝熱管６である各ヘアピン状伝熱管７に送出さ
れ、該伝熱管７内を流動して、所定の温度に加熱され、
図示しない蒸留塔へ供ｖ給される。

かかる加熱炉一における鏡射熱伝達は次のように行われ
る。

まず、第１の伝熱管２の両炉壁側スパイラル状髭熱管２
Ａ，２０においては、それに対応する第１のバーナ１川
こより第６図に示すように夫々下半部の交叉点ｂからｃ
点までが第１図Ａに示した１列管群における片面韓射と
片面反射（炉床ＩＢ上面を反射面とする）とによる榛熱
を受け、第１のバーナ１０及び一方の第２のバーナ１２
〜１４により上半部の交叉点ａからｃ点までが第１図Ｃ
に示した１列管群における両面鰻射による伝熱を受け、
第１のバーナ１０及びこれと隣接する第１のバーナ１０
により交叉点ａから交叉点ｂまでの部分が第１図Ｂに示
した２列管群における両面鏡射に類似した伝熱を受ける
。

次に、上記両炉壁側スパイラル状伝熱賛２Ａ，２Ｄの間
の伝熱管２Ｂ，２Ｃにおいては、同様の観点から下半部
の交叉点ｂから交叉点ｂまでが１列管群における片面頚
射と片面反射を受け、上半部の交叉点ａから交叉点ａま
でが１列管群における両面韓射を受け、交叉点ａから交
叉点ｂまでの部分が２列管群における両面韓射に類似し
た伝熱を受ける。

そして、第２の伝熱管６であるヘアピン状伝熱管７にお
いては、第１バーナ１０及び第２バーナ１１，１２〜１
４の燃焼排ガスにより１列管群の片面頚射と片面反射（
炉壁ＩＣを反射面とする）とによる伝熱を受け、予熱管
８においては、最下部の２段がバーナ１０〜１４の燃焼
排ガスによる直接騎射伝熱を受ける。

尚、バーナ１０〜１４による燃焼排ガスの燃焼室ＩＡ内
流動に伴い、第１、第２の伝熱管２，６とも若干の対流
熱伝達が付与されるのは勿論である。

上述の実施例に示したスパイラル状の第１伝熱管の有効
面積率ｆＢを示すと次の通りである。

即ち、スパイラル管が組手状に組まれるため管と管の中
心間隔は最低で管外蓬の２倍である。例えば管外径が６
．５インチの場合１３インチとなる。今、管の中心間隔
を最低で設計したとすると、管例隔比比＝器ｉ２となる
。第６図におけるスパイラル状伝熱管２Ａ，２０におい
ては、夫々の下半部の交叉点ｂからｃ点までが第１図の
Ａに相当する。

よって、第７図のＢ線よりｆ８＝０．鰍＆ ｃからａま
でが第１図のＣに相当する。よって、第７図のＤ線より
ｆ８＝０．６０５×２＝１．２１，ａからｂまでが第１
図のＢに相当するから、第７図の○・Ｆ線よりｆＥ＝０
．６１十０．２１＝０．８２となる。さらに、有効面積
率の円周上の平均値は ｆ８＝ｏ．８８ｘ器＋１．２１鯛沙．８２ｘ藷ｏ＝１．
０１９ となる。

今、並列に配されたスパイラル状伝熱管群を収容する１
辺が横が血、縦がＤで長さがその炉体の空間を考える。
この中にはスパイラルの曲げ直径がＤ、管と管の間隔が
Ｐで巻数がｍ巻のスパイラル状伝熱管が組手状に２つ入
る。この時のスパイラル状伝熱管の収容長さは、汀Ｄ×
ｍ×２＝６．２８軌心………■で表わされる。

一方、上記の炉体の中に管と管の間隔がＰで長が夕、管
の本数がｎ本の第１図のＡ，Ｂ，Ｃ，○，Ｅの管群のの
伝熱管が収容さている場合を考える。

ここで、管列の長さとＤの関係は Ｄ＝（ｎ−１）Ｐ……■ 管の長されま 夕＝（ｍ−１）Ｐ……■で表わされる。

■式と■式より夕＝史＃Ｄ という関係ができる。

さて、第１図のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの場合の管の収容長
さは、Ａの場合 かそ＝初‐無ラ＃‐Ｄ‐‐‐‐‐‐■
Ｂの場合 かぐ＝加‐無ラ台‐Ｄ‐‐‐‐‐‐■Ｃの場
合 ｎそ＝ｎ‐宏ラ幹‐Ｄ‐…‐‐■Ｄの場合 仇そ＝
軌‐洋三；手‐Ｄ‐‐‐‐‐‐■Ｅの場合／Ｌ′′■そ
＝小‐無三＃‐Ｄ‐…‐‐■で表わせる。

本実施例と第１図のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの配管列の例で
は、有効面積率ｆ８が概略等しいから、同じ鍵射伝熱量
ｑｉｔを与える炉を設計する時に炉の大小関係を左右す
るのは同−体積に収容可能な伝熱管の長さのみである。

伝毒熱管長の長いものは上記■，■，■，■式より■式
すなわちＥの管配列の場合であるので、■式とスパイラ
ル状伝熱管の収容長さ■式との大小関係は、実用的な炉
のサイズをを与える条件・夕≧湖ｏ＊千≧２、及びｎＺ
ＩＯの条件下では、確実にスパイラル状伝熱管の方が管
の収容長さが長い。尚、第１図のＣ例では有効面積率ｆ
Ｅが１．４でありスパイラル状伝熱管の概略１．４倍で
ある。

従って、第１図Ｃの有効面積率を考慮した管収容長さは
■式を有効面積率ｆ８の比で補正して、・‐４ｎ‐辛苦
三者‐Ｄとなる。

この値は■式に示したものより小さいなので、有効面積
率を考慮しても同体積に収容される屍熱管の方が長くな
り、第１図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの例よりもスパイラル状
伝熱管を用いた方が有利である。尚、この大小関係は直
管の配列をこの例と直角にした場合でも成立する。本実
施例では、このような並列に配されたスパイラル状伝熱
管を使用し、炉体を小さくできる効果を利用するととも
に、並列に配されたスパイラル状伝熱管に両面加熱の作
用を付加する第２の熱源艮０ち、第２図、第３図におけ
るバーナ１１，１２，１３，１４からの熱の有効利用の
ために片面鰭射、片面反射をうける第２の伝熱管をスパ
イラル状伝熱管と同一炉内に並設したことを特徴とする
。

即ち、前述のような伝熱機構を持った並列に配されたス
パイラル状６毒熱管のみの構成では、管配列部の炉体積
は４・さくなるが、バーナ１１，１２，１３，１４が配
列された空間が未使用のまま残されることになり、スパ
イラル状伝熱管を用いる優位性を十分に発揮することは
できない。

従って、伝熟管が配列されていない壁面を残さないため
にも本実施例のような構成にするのがよい。以上のよう
にスパイラル状伝熱管を片面頚射片面反射を受ける領域
、１列管群の両面縞射をうける領域、２列管群における
両面韓射をうける領域の３つの機能を持たせて構成した
ことにより、有効面積率ｆＥの円周上の平均値はｆＥ＝
１．０１９であって第１図Ａ，Ｂ，Ｂよりも有利であり
、第１図Ｄとほぼ同等である。また、同一体積に包含さ
れれる伝熱面積からすれば第１図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅよ
りも有利である。尚、上記実施例においては、第１の伝
熱管であるスパイラル状伝熱管２Ａ〜２Ｄの入口部２ａ
及び出口部２ｂ、並びに第２の伝熱賛であるヘアピン状
伝熱管７の入口部７ａ及び出口部７ｂは炉外で接続する
例を示したが、これに代えて炉内で接続してもよく、さ
らには、スパイラル状伝熱管２Ａ〜２０を一体物のスパ
イラル状伝熱管で構成し、そのスパイラル状伝熱管を折
り曲げ蛇行させてスパイラル状伝熱管が並列に配される
ようにしてもよい。

さらに、上記実施例においては第１の伝熱管として４つ
のスパイラル状伝熱管２Ａ〜２０が、炉内下部全体に配
した例を述べたが、これに限らず、要は軸方向に炉床１
８に平行なスパイラル状伝熱管が並列に設けられておれ
ばよい。

ここで、第８図Ａ，Ｂに他の実施例を示す。

即ち、第８図Ａ，Ｂは既設の加熱炉を改造し、その能力
を向上させる場合に通した例で、同図Ａのものは、第１
の伝熱管２が、第２図に示す第１実施例の両端部のスパ
イラル状伝熱管２Ａ，２Ｄがないものに相当し、その第
１の伝熱管２がない部分に第２の伝熱管６をさらに配列
し、第２の熱源である第２のバーナの一部２２，２３，
２４を炉床ＩＢに設けた例である。第８図Ｂのものは、
第１の伝熱管２が第２図に示す第１実施例のスパイラル
状伝熱管の軸０と直交する方向に配列され、かつ、第１
実施例の片側のスパイラル状伝熱管がないものに相当し
、その第１の伝熱管２がない部分に第２の伝熱管６をさ
らに配列し、第２のバーナの一部３２，３３，３４を炉
床ＩＢに設けた例である。

このように、既設の伝熱管の一部を本発明の第１の伝熱
管におきかえることにより、加熱炉の能力を上げること
ができる。

尚、上述の各実施例では、本発明の第１の伝熱管と第２
の伝熱管のみによる流体の加熱例を示したが、既設の加
熱炉によくあるように、この第１の伝熱管とと第２．の
伝熱管以外に流体の加熱に利用する第３の伝熱管があっ
てもよいのは勿論である。また、本発明における第１の
伝熱管、第２の伝熱管、第１の熱源及び第２の熱源それ
ぞれの相互の位置関係は上述の各実施例に限定されるも
のではなく、様々に考えられるものであり、要は軸方向
が炉床に平行なスパイラル状伝熱賛が並列に設けられた
第１の伝熱管と、該スパイラル内方に設けた第１の熱源
及び外方に設けた第２の熱源と、該第２の熱源を包囲す
るように配列した第２の伝熱管と、を備え、同一炉内に
両面露射と片面鏡射片面反射を受ける前記第１の伝熱管
と、片面鏡射片面反射を受ける前記第２の伝熱管と、を
併設した構成であればよい。

以上説明したように本発明の管式加熱炉は、両面鰭射と
片面鰭射片面反射を受けるスパイラル状の第１の伝熱管
と、片面鏡射と片面反射とを受ける第２の伝熱管と、併
用した構成にしたので、伝熟管への熱伝達が効果的に行
われ、伝熱管への頚射熱伝達が等価である場合、従来の
加熱炉に比べて伝熟管の収容面積を縮少することができ
、炉体の限られた空間を有効に利用することができる。

更に、第１の伝熱のスパイラル状伝熱管は、従釆、一般
に使用されている蛇行状の伝熱管のようにリターンベン
ドが不要になり、溶接およびこれに伴う放射線検査個所
を大中に削減することができ、炉の製作が極めて容易と
なる。以上のことから、炉の鋼構造製作費、築炉材料費
、塗装費並びにこれらの工事費を低減することができる
等極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは夫々従来の各種管配列にお
ける鏡射熱伝達方式を説明する模型図、第２図は本発明
に係る管式加熱炉の構造を説明する正面断面図、第３図
は同上の側面断面図、第４図及び第５図は夫々第１の伝
熱管の支持方法を説明する部分図、第６図は第１の伝熱
管における額射熱伝達状態を説明する模型図、第７図は
管間隔比Ｃと管列に対する有効面積率ｆ８との関係を示
すグラフ、第８図Ａ，Ｂはそれぞれ本発明の他の実施例
を示す概略図である。 １・・・加熱炉本体、ＩＢ・・・炉床、２・・・第１の
伝熱管、２Ａ〜２Ｄ・・・スパイラル状伝熱管、６・・
・第２の伝熱管、７・・・ヘアピン状伝熱賛、１０…第
１のバーナ、１１，１２，１３，１４．２２，２３，２
４，３２，３３，３４…第２のバーナ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図（Ａ） 第８図（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 伝熱管を加熱することにより管内の被加熱流体を加
   熱する管式加熱炉内に、軸方向が炉床に平行なスパイラ
   ル状伝熱管が並列に設けられた第１の伝熱管と、該スパ
   イラル内方に設けた第１の熱源及び外方に設けた第２の
   熱源と、該第２の熱源を包囲するように配列した第２の
   伝熱管と、を備え、同一炉内に両面輻射と片面輻射片面
   反射を受ける前記第１の伝熱管と、片面輻射片面反射を
   受ける前記第２の伝熱管と、を併設したことを特徴とす
   る管式加熱炉。 ２ 第１の伝熱管はスパイラル状伝熱管を並列させ、か
   つ、隣接する伝熱管相互を組手状に重合組付してなる特
   許請求の範囲第１項記載の管式加熱炉。 ３ 第１の伝熱管は炉床にサポートを介して取り付けて
   なる特許請求の範囲第１項記載の管式加熱炉。