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公開番号2022114446
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-08-05
出願番号2022001040
出願日2022-01-06
発明の名称ラジアントチューブ式加熱装置及び内筒
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F23C 3/00 20060101AFI20220729BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】熱交換器の交換や改造をすることなくラジアントチューブ内に備えられた熱交換器での排熱回収効率を向上させることができるラジアントチューブ式加熱装置及び内筒を提供する。
【解決手段】ラジアントチューブ式加熱装置1は、ラジアントチューブ10内に熱交換器30を備えている。熱交換器30の外周を囲うように熱交換器30とラジアントチューブ10との間の燃焼ガス流路12に配置した両端に開口部を有する内筒本体41と、内筒本体41とラジアントチューブ10との間の燃焼ガス流路12b内を流れる燃焼ガスの流れを抑制する邪魔板部42とを備えた内筒40を配置してある。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
ラジアントチューブ内に熱交換器を備えたラジアントチューブ式加熱装置であって、
前記熱交換器の外周を囲うように前記熱交換器と前記ラジアントチューブとの間の燃焼ガス流路に配置した両端に開口部を有する内筒本体と、前記内筒本体と前記ラジアントチューブとの間の燃焼ガス流路内を流れる燃焼ガスの流れを抑制する邪魔板部とを備えた内筒を配置したことを特徴とするラジアントチューブ式加熱装置。
続きを表示(約 470 文字)【請求項2】
前記邪魔板部は、前記内筒本体から外方に突出し、前記内筒本体と前記ラジアントチューブとの間の燃焼ガス流路を閉塞することを特徴とする請求項1に記載のラジアントチューブ式加熱装置。
【請求項3】
前記内筒本体の内壁面と前記熱交換器の外壁面との隙間をw、前記熱交換器の外径をdとしたとき、w/dが0.06以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のラジアントチューブ式加熱装置。
【請求項4】
前記ラジアントチューブの断面形状が真円の管形状であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載のラジアントチューブ式加熱装置。
【請求項5】
前記ラジアントチューブの断面形状が楕円の管形状であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載のラジアントチューブ式加熱装置。
【請求項6】
請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載のラジアントチューブ式加熱装置に用いられる内筒であって、前記内筒本体と前記邪魔板部を有することを特徴とする内筒。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、ラジアントチューブ式加熱装置及び内筒に関する。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
一般に、ラジアントチューブ式加熱装置は、バーナからラジアントチューブ内に燃料ガスと燃焼空気とを供給してラジアントチューブ内で燃焼させ、発生した燃焼ガスにより加熱されたラジアントチューブによる輻射熱で加熱対象物を間接的に加熱する装置である。
【0003】
このラジアントチューブ式加熱装置では、燃焼空間が限られているため、ラジアントチューブ単体では熱を有効に使いきれず、熱交換器や伝熱促進体などを用いて熱効率を上昇させて使用されることが多い。
ラジアントチューブ内に、燃焼空気を燃焼ガス(排ガス)の熱によって予熱するための熱交換器を備えたラジアントチューブ式加熱装置として、従来、例えば、特許文献1に示すものが知られている。
【0004】
この特許文献1に示すラジアントチューブ式加熱装置は、両端部が炉体を貫通するラジアントチューブと、ラジアントチューブの一端部側における中空部に配置された燃焼バーナと、ラジアントチューブの他端部側の中空部に配置され、燃焼用エアを排気ガスの熱によって予熱するための熱交換器とを備えている。そして、この熱交換器は、セラミックからなり、円筒形状を有する本体と、本体の外周面に沿って螺旋状に形成された排気ガスの放熱用流動路と、本体の内部に螺旋状に形成された燃焼用エアの吸熱用流動路と、本体の中心部に形成された予熱済み燃焼用エアの還流路とを備えている。
【0005】
このラジアントチューブ式加熱装置によれば、熱処理炉内の雰囲気を清浄に保ちつつ加熱でき、且つ熱効率及び耐久性に優れたラジアントチューブ式加熱装置とすることができる。
【0006】
また、ラジアントチューブ自体の構造的な強度を高めるとともに、熱消費効率の優れたラジアントチューブとして、従来、例えば、特許文献2に示すものが知られている。
特許文献2に示すラジアントチューブは、加熱される鋼板の表面と平行な長軸と、鋼板の表面に対して垂直な短軸とを備えた楕円状断面をもつものである。
特許文献2に示すラジアントチューブによれば、楕円状断面を有し、長軸を加熱される鋼板の表面と平行に配置することから、ラジアントチューブの鋼板に対する投影面積が真円状断面を有するものよりも大きくなる。これにより、ラジアントチューブから放射される熱量が効率よく鋼板の表面に伝えられという効果を奏する。
【0007】
更に、熱回収性能を高めた熱交換器を内蔵したラジアントチューブとして、従来、例えば、特許文献3に示すものが知られている。
特許文献3に示す放射管は、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仕切を第1仕切より排ガス出口寄りの位置に配設し、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、放射管内の高温ガスが、第1仕切を通過して熱交換室を経て第2仕切を通過後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ものである。
【0008】
この特許文献3に示す放射管によれば、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負荷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負荷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内に内蔵させて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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
特開2018-17470号公報
実開平2-85207号公報
特開昭58-18015号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、これら従来の特許文献1に示すラジアントチューブ式加熱装置、特許文献2に示すラジアントチューブ、及び特許文献3に示す放射管にあっては、以下の課題があった。
即ち、特許文献1に示すラジアントチューブ式加熱装置の場合、既存の熱交換器をセラミック製の熱交換器に交換する必要があり、交換費用が嵩む等の理由により導入のためのハードルが非常に高いという課題がある。
(【0011】以降は省略されています)

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