TWI842233B - 具有肋條之輻射管 - Google Patents
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Abstract
本發明係為一種具有肋條之輻射管，其結構包含一管體以及至少一第一肋條，該管體係包含一進氣管件、一彎弧管件以及一出氣管件，該進氣管件接設於一燃燒器，該進氣管件連通該彎弧管件，且該彎弧管件連通該出氣管件，該至少一第一肋條係包含一第一本體，該第一本體係設置於該管體之一外側，該第一本體之兩端分別接設於該進氣管件及該出氣管件之表面。
Description
本發明係關於一種結構，特別是一種使用於燃燒器之具有肋條之輻射管之結構。
傳統習知的輻射管加熱器最早始於金屬熱處理工藝，燃氣在耐熱合金材料製成的輻射管中燃燒，在特殊的爐內氣氛下，利用高溫合金鋼管產生的輻射熱對工件進行間接加熱，經過熱處理的工件之機械性能有顯著性的提高。
輻射管一般採用氣體燃料，其材料為耐熱鋼經鑄造或焊接而成，輻射管的形狀具有許多種不同的樣子多種多樣，有U型的，W型的，三叉戟形的等，最常用的輻射管是U型輻射管。
而使用輻射管之燃燒器，目前較為常使用的是習知之燃燒式間接加熱工業爐，其係為一種燃燒後廢煙氣不接觸工件的自預熱式燃燒系統，此種間接式的自預熱式燃燒系統係使用輻射管進行熱輻射傳導，通過內部的燃燒器升溫，使透過輻射管進行輻射加熱工件，使工件受熱。
但習知常用之U型輻射管溫度最高的部分為靠近燃燒器之出口處(進氣端)，離燃燒器出口處越遠(出氣端)，輻射管之溫度越低，因此如何解決輻射管均溫問題是重要的。
現有提高輻射管管壁均溫性與壽命之做法，其係透過輻射管一端(遠離火焰端)放置節能器，增強熱傳係數與流體滯留時間，透過節能器，使輻射管的均溫性增加，然而節能器係為碳化矽製作，價格昂貴，且僅能設置於輻射管之出氣端(遠離火焰端)，因此，習知技術通常考量的部分是以透過增加節能器使輻射管達到均溫作用。
然而，節能器造價高昂且不易製作，且也只能改善單一邊管體，遠離火焰端的溫度(火焰端無法放置)。
為此，如何製作一種低成本之輻射管均溫結構，使輻射管的造價降低又能延長使用壽命，為本領域技術人員所欲解決的問題。
本發明之一目的，在於提供一種具有肋條之輻射管，利用於輻射管兩端間設置肋條，使輻射管兩端溫度藉由肋條達到均溫之作用，提升輻射管之熱傳遞效率，延長輻射管之使用壽命，並節省自預熱式燃燒系統之損耗成本。
針對上述之目的，本發明提供一種具有肋條之輻射管，其係用於與一燃燒器搭配使用以進行間接加熱燃燒器，其包含一管體以及至少一第一肋條，該管體係包含一進氣管件、一彎弧管件以及一出氣管件，該進氣管件接設於該燃燒器，該進氣管件連通該彎弧管件，且該彎弧管件連通該出氣管件，該至少一第一肋條係包含一第一本體，該第一本體係設置於該管體之一外側，該第一本體之兩端分別接設於該進氣管件及該出氣管件之表面。
1:燃燒器
10:管體
12:進氣管件
121:第一中心點
123:第一中心軸
14:彎弧管件
16:出氣管件
161:第二中心點
163:第二中心軸
20:第一肋條
21:第一本體
22:第一中空部
24:第一穿孔
30:第二肋條
31:第二本體
32:第二中空部
34:第二穿孔
C1:中心軸線
T1:第一直管
T2:第二直管
P1:延伸平面
第1圖：其為本發明之一第一實施例之具有肋條之輻射管之結構示意圖；第2A圖：其為本發明之一第一實施例之第一中空部之示意圖；第2B圖：其為本發明之一第一實施例之第一中空部之放大示意圖；第3圖：其為本發明之一第一實施例之第一穿孔之示意圖；第4圖：其為本發明之一第一實施例之第一肋條之結構示意圖；第5圖：其為本發明之一第二實施例之具有肋條之輻射管之結構示意圖；第6A圖：其為本發明之一第二實施例之第二中空部之示意圖；第6B圖：其為本發明之一第二實施例之第二中空部之放大示意圖；第7圖：其為本發明之一第二實施例之第二穿孔之示意圖；第8A圖：其為本發明之一第二實施例之第一肋條之結構示意圖；第8B圖：其為本發明之一第二實施例之第一肋條之結構示意圖；以及第9圖：其為本發明之一第三實施例之具有肋條之輻射管之結構示意圖。
為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：習知提高輻射管管壁均溫性與壽命之做法，透過輻射管一端(遠離火焰端)放置節能器，增強熱傳係數與流體滯留時間，透過節能器使輻射管的均溫性增加，然而節能器係為碳化矽製作，價格昂貴，且僅能設置於輻射管之出氣端(遠離火焰端)。
本發明之優點在於利用於輻射管兩端間設置連接件，使輻射管兩端溫度藉由連接件達到均溫之作用，提升輻射管之熱傳遞效率並延長輻射管之使用壽命。
在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。
首先，請參閱第1圖，其為本發明之一第一實施例之具有肋條之輻射管之結構示意圖，如圖所示，本實施例之具有肋條之輻射管之結構係包含一管體10以及至少一第一肋條20，本實施例之具有肋條之輻射管之結構係適用於接設於一燃燒器1。
於本實施例中，該管體10係包含一進氣管件12、一彎弧管件14以及一出氣管件16，該進氣管件12接設於該燃燒器1，該進氣管件12連通該彎弧管件14，且該彎弧管件14連通該出氣管件16，該管體10係使用碳化矽或耐熱鋼。
其中，於本實施例中，該進氣管件12及該出氣管件16分別與該彎弧管件14相切或為相接狀態，進一步，本實施例之該進氣管件12係為一第一直管T1，該出氣管件16係為一第二直管T2。
於本實施例中，該至少一第一肋條20係包含一第一本體21，該第一本體21之兩端分別接設於該進氣管件12及該出氣管件16之表面，其中該進氣管件12對應該出氣管件16之二內側設有該至少一第一肋條20。
其中該至少一第一肋條20之一截面形狀係可為三角形、四邊形或圓形，該至少一第一肋條20係使用碳化矽或耐熱鋼。
於本實施例中，該至少一第一肋條20與該至少一第一肋條20之間彼此間隔設置。
其中，該些個第一肋條20係分別設置於該第一直管T1及該第二直管T2之表面，並未進一步設置於該彎弧管件14上。
其中，請參考第2A圖，其為本發明之一第一實施例之第一中空部之示意圖，以及第2B圖，其為本發明之一第一實施例之第一中空部之放大示意圖，如圖所示，於本實施例中，該第一本體21進一步包含一第一中空部22，其係設置於該第一本體21之內側。
進一步，於本實施例中，該第一本體21係包含複數個第一穿孔24，請參考第3圖，其為本發明之一第一實施例之第一穿孔之示意圖，如圖所示，該些個第一穿孔24係環設於該第一本體21上。
而本實施例藉由透過該第一中空部22以及該些個第一穿孔24之結構，提升使用本實施例之具有肋條之輻射管之結構的燃燒爐之爐體內的流體流動之效率，雖然前述爐體主要是透過本實施例之具有肋條之輻射管之結構進行熱輻射提升爐體內之溫度，但也可利用該至少一第一肋條20之該第一中空部22以及該些個第一穿孔24使流體與該至少一第一肋條20之接觸面積提升，進一步使燃燒爐之爐體內的熱對流效應提升。
接續上述，本實施例之該至少一第一肋條20設置於該進氣管件12及該出氣管件16之間，且該至少一第一肋條20之兩端分別結合於該進氣管件12與該出氣管件16相向之側面。
於本實施例中，其中，該至少一第一肋條20係設置於該進氣管件12之一第一中心點121及該出氣管件16之一第二中心點161相連之一中心軸線
C1上，請參考第4圖，其為本發明之一第一實施例之第一肋條之結構示意圖，如圖所示，該至少一第一肋條20重合設置於該中心軸線C1上，藉由設置於該中心軸線C1上，將該進氣管件12之溫度傳輸至該出氣管件16，使兩者之間的溫差縮小，提升熱輻射效率，進一步也能提升對爐體內之工件的熱輻射效應。
接著，請參考第5圖，其為本發明之一第二實施例之具有肋條之輻射管之結構示意圖，其中該管體10之結構係與第一實施例相同，故不在此進行贅述，本實施例之該進氣管件12之一第一中心軸123及該出氣管件16之一第二中心軸163於該進氣管件12與該出氣管件16相向之內側面延伸形成一延伸平面P1，該至少一第一肋條20係由該延伸平面P1向外凸伸設置。
於本實施例中，該至少一第一肋條20係由該管體10之一側向外延伸，也就是說，該至少一第一肋條20係向遠離該管體10之一側凸出設置，且該至少一第一肋條20係可為V型、C型或ㄇ型，其V型、C型或ㄇ型之兩端分別連接於該進氣管件12及該出氣管件16，進一步，該至少一第一肋條20之該截面形狀係可為三角形、四邊形或圓形，該至少一第一肋條20係使用碳化矽或耐熱鋼。
其中，請參考第6A圖，其為本發明之一第二實施例之第一中空部之示意圖，以及第6B圖，其為本發明之一第二實施例之第一中空部之放大示意圖，如圖所示，於本實施例中，該第一本體21進一步包含該第一中空部22，其係設置於該第一本體21之內側。
進一步，於本實施例中，該第一本體21係包含該些個第一穿孔24，請參考第7圖，其為本發明之一第二實施例之第一穿孔之示意圖，如圖所示，該些個第一穿孔24係環設於該第一本體21上。
而本實施例藉由透過該至少一第一肋條20之結構，提升使用本實施例之具有肋條之輻射管之結構的燃燒爐之爐體內的流體流動之效率，雖然前述爐體主要是透過本實施例之具有肋條之輻射管之結構進行熱輻射提升爐體內之溫度，但也可利用該至少一第一肋條20之該第一中空部22以及該些個第一穿孔24，使流體與該至少一第一肋條20之接觸面積提升，進一步使燃燒爐之爐體內的熱對流效應提升。
接續上述，本實施例之該至少一第一肋條20係由該管體10向外延伸設置，並且根據延伸方向產生不同之態樣。
其中，該至少一第一肋條20係由該管體10之一側向外延伸設置，請參考第8A圖，其為本發明之一第二實施例之第一肋條之結構示意圖，如圖所示，該至少一第一肋條20係由該管體10一側單一延伸設置於外側，藉由本實施例之該至少一第一肋條20，將該進氣管件12之溫度傳輸至該出氣管件16，使兩者之間的溫差縮小，提升熱輻射效率，進一步也能提升對爐體內之工件的熱輻射效應。
另外，該至少一第一連接件20為複數時，該至少一第一肋條20亦可由該管體10之兩側向外延伸設置，請參考第8B圖，其為本發明之一第二實施例之第一肋條之結構示意圖，如圖所示，該至少一第一肋條20係由該管體10兩側延伸設置於外側，藉由兩側延伸設置之該至少一第一肋條20，使該進氣管件12及該出氣管件16之間的溫差縮小，提升熱輻射效率，進一步，由於增加了該管體10兩側之該至少一第一肋條20，有效提升對爐體內之工件的熱輻射效應。
接著，請參考第9圖，其為本發明之一第三實施例之具有肋條之輻射管之結構示意圖，如圖所示，其中該管體10之結構係與第一實施例及第二實施例相同，故不在此進行贅述，本實施例更包含至少一第二肋條30，其係設置於該延伸平面P1之一側，且該至少一第二肋條30係由該延伸平面P1向外凸伸，本案除了第一實施例及第二實施例之該至少一第一肋條20之態樣外，亦可結合第一實施例之該至少一第一肋條20以及本實施例之該至少一第二肋條30來進行運用，且該至少一第二肋條30中亦包含一第二本體31，該第二本體31中設有一第二中空部32，該第二本體31上更包含複數個第二穿孔34，且當該至少一第二肋條30為複數時，藉由本實施例之該至少一第一肋條20以及該至少一第二肋條30，將該進氣管件12之溫度傳輸至該出氣管件16，使兩者之間的溫差縮小，提升熱輻射效率，進一步也能提升對爐體內之工件的熱輻射效應。
而傳統的輻射管之結構，該進氣管件12以及該出氣管件16之溫度，兩者之間相差達300℃，但若使用第三實施例之具有肋條之輻射管(該至少一第一肋條20設置位置係以設置於該進氣部12及該出氣部16之該中心軸線C1為例子，該至少一第二肋條30係以單側向該管體10外側延伸設置之結構)之結構，該進氣管件12以及該出氣管件16之溫度兩者之間僅會相差約為150℃。
亦即相較於傳統之輻射管結構，本案有效減少該進氣管件12及該出氣管件16之溫差，也就是說相較於傳統使用的輻射管之結構，本實施例之輻射管之結構，其均溫性改善50%。
本實施例之結構係改良傳統輻射管之結構體積過大且笨重，以及散熱片會遮擋住流體流動之流動效率，再者由於其體積過大，亦會遮蔽熱輻射傳導，使加工件之產率無法提升，因此本實施例改良傳統輻射管之結構，透
過第一肋條及第二肋條改善進氣管件及出氣管件之溫差，提高兩邊之均溫性，並使輻射管之使用壽命增加。
再者，由於第一肋條及第二肋條相當於小型的延伸輻射管，可增加熱輻射面積，提升燃燒爐內之熱加工產品之效率，進一步，透過第一中空部、第一穿孔、第二中空部以及第二穿孔，使燃燒爐體內之流體流經輻射管之結構時，可接觸到更多的輻射管表面積，因此可以進一步提升爐體內熱對流效應，加快加工件的生產效率。
以上所述之實施例，本發明係為一種具有肋條之輻射管，利用於輻射管兩端間設置連接件，使輻射管兩端溫度藉由連接件達到均溫之作用，提升輻射管之熱傳遞效率，增加工件加工效率，並延長輻射管之使用壽命。
故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1:燃燒器
10:管體
12:進氣管件
14:彎弧管件
16:出氣管件
20:第一肋條
21:第一本體
T1:第一直管
T2:第二直管
Claims (8)
- 一種具有肋條之輻射管，其係用於與一燃燒器搭配使用以進行間接加熱燃燒器，其包含：一管體，其係包含一進氣管件、一彎弧管件以及一出氣管件，該進氣管件接設於該燃燒器，該進氣管件連通該彎弧管件，且該彎弧管件連通該出氣管件；以及至少一第一肋條，其係包含一第一本體，該第一本體係設置於該管體之一外側，該第一本體之兩端分別接設於該進氣管件及該出氣管件之表面；其中，當該至少一第一肋條為複數個時，該至少一第一肋條與該至少一第一肋條之間彼此間隔設置，該第一本體進一步包含一第一中空部，其係設置於該第一本體之內側。
- 如請求項1所述之具有肋條之輻射管，其中該第一本體上包含複數個第一穿孔，其係環設於該第一本體上。
- 如請求項1或2所述之具有肋條之輻射管，其中該至少一第一肋條之兩端分別結合於該進氣管件與該出氣管件相向之側面。
- 如請求項1所述之具有肋條之輻射管，其中該至少一第一肋條之一截面形狀係可為三角形、四邊形或圓形。
- 如請求項1或2所述之具有肋條之輻射管，其中該進氣管件之一第一中心軸及該出氣管件之一第二中心軸於該進氣管件與該出氣管件相向之內側面延伸形成一延伸平面。
- 如請求項5所述之具有肋條之輻射管，其中該至少一第一肋條係由該延伸平面向外凸伸。
- 如請求項5所述之具有肋條之輻射管，其中該至少一第一肋條朝該延伸平面的兩側向外凸伸。
- 如請求項5所述之具有肋條之輻射管，更包含至少一第二肋條，其係設置於該延伸平面之一側，且該至少一第二肋條係由該延伸平面向外凸伸。
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