JP2004093086A - 加熱炉のシングルエンド型燃焼バーナー - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも高い熱効率の加熱炉用のシングルエンド型ラジアントチューブバーナーを提供することを、目的とする。特に、バーナーの煙道排気口からの排ガス損熱を少なくすることによって、バーナーの全体的な有効輻射発熱効率を高めることを、課題とする。
【解決手段】煙道排気口を起立して上方に延ばし、かつ燃焼用空気入口を、上記の起立して延伸した煙道排気口を外方から囲むように起立して上方に延ばして、煙道排気口を通る排ガスからの燃焼用空気への熱交換を高め、燃焼用空気を充分に予熱する。
【選択図】 図２
【解決手段】煙道排気口を起立して上方に延ばし、かつ燃焼用空気入口を、上記の起立して延伸した煙道排気口を外方から囲むように起立して上方に延ばして、煙道排気口を通る排ガスからの燃焼用空気への熱交換を高め、燃焼用空気を充分に予熱する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用加熱炉の炉内雰囲気を加熱するためのシングルエンド型燃焼バーナーに関わるものである。 即ち、バーナーからの廃熱を回収して、バーナーに送られる燃焼用空気の予熱に利用する熱効率の高いシングルエンド型燃焼バーナーを、本発明は提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
工業用加熱炉の炉内雰囲気を加熱するための熱源に電気ではない燃料を使用するとき、図１にて図示される種類のシングルエンド型のラジアント燃焼チューブバーナーが一般に用いられて来た。
【０００３】
かかるラジアントチューブバーナーは、図１にて示される如くにに、一端３が加熱炉の断熱性炉壁２に取り付けられて閉鎖し、他端４が対向する他の断熱炉壁２の外方で煙道排気口５につながる外管１を有する。この外管１内には、先端７が外管の閉鎖端３に向かって開口し、他端８が上記の他の断熱炉壁２の外方で燃焼用空気入口９につながる内管６が設けられている。更に、この内管６内には、先端の燃料噴射口１１が内管６の先端開口７に向かい、他端１２が燃焼ガス入口１３につながる燃焼管１０が設けられている。
【０００４】
上述の構造になるラジアントチューブバーナーにおいて、燃焼管１０の先端の燃料噴射口１１から内管６内に噴射された燃焼ガスは、燃焼用空気入口９から内管６内に供給された空気と共に激しく燃え、図中の矢符の如くに外管１の閉鎖端に向かって進み、その後に反転して外管１中を進む。即ち、炉内壁２内にある外管１中をこのようにして激しく燃える燃焼ガスが進む間に、炉内雰囲気は燃焼ガスの輻射熱によって加熱される。炉外で水平に延びる外管を通って煙道排気口５から外気に放出される燃焼排ガスは、燃焼用空気入口９から内管６中に送られる空気を予熱する。なお、図１中で符号１６は熱交換用フィンである。
【０００５】
かかる構造と作用をもつ従来のラジアントチューブバーナーの炉内への有効輻射発熱効率は、使用される燃料の燃焼カロリーの約５０〜６３．３％であり、煙道排気口５からの排ガス損熱は平均して３１．６％である。なお、その他の放散損熱は５％前後である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、従来のものよりも更に高い熱効率が期待できるシングルエンド型ラジアントチューブバーナーを提供することを、目的とするものである。特に、煙道排気口５からの排ガス損熱を少なくすることによってバーナーの有効輻射発熱効率を高めることを、本発明では課題とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
煙道排気口５からの排ガス損熱を減少させるために、炉外の外管１中に送り出された燃焼排ガスが煙道排気口５から外気に放出される前に、この燃焼排ガスに含まれる熱カロリーを、内管６中へ送られる燃焼空気の予熱により良く交換、利用できないかと、本願発明者は鋭意検討した。先ず案出されたところは、炉外にある外管１と内管６をその儘で水平に外側に向かって延長し、内管６内に送られる燃焼用空気を外側の外管１内を通る燃焼排ガスによってより長い流路で熱交換、予熱することであった。
【０００８】
ところが、これでは加熱炉を設置するための空間が徒に広がって大きくなり、経済的にも作業上でも不都合であることが分かった。また、燃焼用空気を外管中を通る燃焼排ガスで外側から暖めようとすると、外気に接する外管１中を通る燃焼排ガスの熱は燃焼用空気を暖めるよりも、外気へ放散される方が多いことが判明した。
【０００９】
そこで、本発明では、上記した課題を、煙道排気口５を起立して上方に延ばし、かつ燃焼用空気入口９をもこの煙道排気口を外方から囲むように起立して上方に延ばして、解決した。
本発明になる燃焼バーナーの更なる詳細は、以下に述べる実施の形態にて明らかにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２を参照して、本発明になる加熱炉のシングルエンド型燃焼バーナーの構造と作用を説明する。ただし、図２中の外管１，断熱性炉壁２，２，外管１の閉鎖端３，外管１の他端４，煙道排気口５，内管６，内管６の先端開口７，内管６の他端８，燃焼管１０，燃焼管１０の燃料噴射口１１，燃焼管１０の他端１２、燃焼ガス入口１３，及び熱交換用フィン１６は、それぞれ図１の従来のシングルエンド型燃焼バーナーの対応する部材と同一であり、それらの構成は上記の
【０００３】で述べたところと同一であり、それらの作用は上記の
【０００４】でのべたころと同一である。従って、明細書の冗漫になるのを避けて、これらの構成と作用をここでは再述しない。
【００１１】
本願発明になるシングルエンド型燃焼バーナーでは、図２で示される通りに、煙道排気口５は円筒状管１４になって上方に起立する。一方、燃焼用空気入口９は、この円筒状排気管１４を囲んで上方に起立する管１５の下方につながる。従って、この管１５の上方から下方へ向かってこの管中に送られる燃焼用空気は、燃焼用空気入口９から内管６中へ送られる前に、円筒状排気管１４中を下方より上方に向かって進んで大気中に排出される燃焼排ガスによって充分に予熱される。円筒状排気管１４の外壁にフィンを設けて、管１５中で下方に流れる空気を螺旋状に回転して、互いに逆方向に向かって流れる燃焼排ガスと燃焼用空気との間の熱交換の効率を、更に高めうることも勿論のことである。
【００１２】
実施例
直径１６０ｍｍ、有効輻射長１２００ｍｍを有し、最大で３５，０００Ｋｃｌの発熱機能を有する本発明になるシングルエンド型バーナーを、燃焼ガスとしてのプロパンガスと前述した通りに充分に予熱された燃焼用空気とによって燃焼して、加熱炉内の雰囲気温度を９００℃に保った。このときの有効発熱効率は８３．６％、排ガス損熱は１３．５％、放散損熱は３．６％であった。
【００１３】
【発明の効果】
上述した本発明のバーナーの有効発熱効率は、従来のバーナーの効率について
上記の
【０００５】で述べた数値を遙かに凌駕し、本発明のバーナーの排ガス損
熱と放散損熱は、上記の
【０００５】で触れた従来のそれらの数値よりも顕著に低くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のシングルエンド型燃焼バーナーを示す説明的な断面図である。
【図２】本発明になるシングルエンド型燃焼バーナーを示す、図１と同様な説明的な断面図である。
【符号の説明】
１−バーナーの外管
２−加熱炉の断熱炉壁
３−外管１の閉鎖端
４−外管１の他端
５−煙道排気口
６−内管
７−内管６の先端開口
８−内管６の他端
９−燃焼用空気入口
１０−燃焼管
１１−燃焼管１０の燃料噴射口
１２−燃焼管１０の他端
１３−燃焼管１０への燃焼ガス入口
１４−煙道排気口５につながる円筒状排気管
１５−燃焼用空気入口９への送気管
１６−熱交換用フィン
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用加熱炉の炉内雰囲気を加熱するためのシングルエンド型燃焼バーナーに関わるものである。 即ち、バーナーからの廃熱を回収して、バーナーに送られる燃焼用空気の予熱に利用する熱効率の高いシングルエンド型燃焼バーナーを、本発明は提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
工業用加熱炉の炉内雰囲気を加熱するための熱源に電気ではない燃料を使用するとき、図１にて図示される種類のシングルエンド型のラジアント燃焼チューブバーナーが一般に用いられて来た。
【０００３】
かかるラジアントチューブバーナーは、図１にて示される如くにに、一端３が加熱炉の断熱性炉壁２に取り付けられて閉鎖し、他端４が対向する他の断熱炉壁２の外方で煙道排気口５につながる外管１を有する。この外管１内には、先端７が外管の閉鎖端３に向かって開口し、他端８が上記の他の断熱炉壁２の外方で燃焼用空気入口９につながる内管６が設けられている。更に、この内管６内には、先端の燃料噴射口１１が内管６の先端開口７に向かい、他端１２が燃焼ガス入口１３につながる燃焼管１０が設けられている。
【０００４】
上述の構造になるラジアントチューブバーナーにおいて、燃焼管１０の先端の燃料噴射口１１から内管６内に噴射された燃焼ガスは、燃焼用空気入口９から内管６内に供給された空気と共に激しく燃え、図中の矢符の如くに外管１の閉鎖端に向かって進み、その後に反転して外管１中を進む。即ち、炉内壁２内にある外管１中をこのようにして激しく燃える燃焼ガスが進む間に、炉内雰囲気は燃焼ガスの輻射熱によって加熱される。炉外で水平に延びる外管を通って煙道排気口５から外気に放出される燃焼排ガスは、燃焼用空気入口９から内管６中に送られる空気を予熱する。なお、図１中で符号１６は熱交換用フィンである。
【０００５】
かかる構造と作用をもつ従来のラジアントチューブバーナーの炉内への有効輻射発熱効率は、使用される燃料の燃焼カロリーの約５０〜６３．３％であり、煙道排気口５からの排ガス損熱は平均して３１．６％である。なお、その他の放散損熱は５％前後である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、従来のものよりも更に高い熱効率が期待できるシングルエンド型ラジアントチューブバーナーを提供することを、目的とするものである。特に、煙道排気口５からの排ガス損熱を少なくすることによってバーナーの有効輻射発熱効率を高めることを、本発明では課題とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
煙道排気口５からの排ガス損熱を減少させるために、炉外の外管１中に送り出された燃焼排ガスが煙道排気口５から外気に放出される前に、この燃焼排ガスに含まれる熱カロリーを、内管６中へ送られる燃焼空気の予熱により良く交換、利用できないかと、本願発明者は鋭意検討した。先ず案出されたところは、炉外にある外管１と内管６をその儘で水平に外側に向かって延長し、内管６内に送られる燃焼用空気を外側の外管１内を通る燃焼排ガスによってより長い流路で熱交換、予熱することであった。
【０００８】
ところが、これでは加熱炉を設置するための空間が徒に広がって大きくなり、経済的にも作業上でも不都合であることが分かった。また、燃焼用空気を外管中を通る燃焼排ガスで外側から暖めようとすると、外気に接する外管１中を通る燃焼排ガスの熱は燃焼用空気を暖めるよりも、外気へ放散される方が多いことが判明した。
【０００９】
そこで、本発明では、上記した課題を、煙道排気口５を起立して上方に延ばし、かつ燃焼用空気入口９をもこの煙道排気口を外方から囲むように起立して上方に延ばして、解決した。
本発明になる燃焼バーナーの更なる詳細は、以下に述べる実施の形態にて明らかにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２を参照して、本発明になる加熱炉のシングルエンド型燃焼バーナーの構造と作用を説明する。ただし、図２中の外管１，断熱性炉壁２，２，外管１の閉鎖端３，外管１の他端４，煙道排気口５，内管６，内管６の先端開口７，内管６の他端８，燃焼管１０，燃焼管１０の燃料噴射口１１，燃焼管１０の他端１２、燃焼ガス入口１３，及び熱交換用フィン１６は、それぞれ図１の従来のシングルエンド型燃焼バーナーの対応する部材と同一であり、それらの構成は上記の
【０００３】で述べたところと同一であり、それらの作用は上記の
【０００４】でのべたころと同一である。従って、明細書の冗漫になるのを避けて、これらの構成と作用をここでは再述しない。
【００１１】
本願発明になるシングルエンド型燃焼バーナーでは、図２で示される通りに、煙道排気口５は円筒状管１４になって上方に起立する。一方、燃焼用空気入口９は、この円筒状排気管１４を囲んで上方に起立する管１５の下方につながる。従って、この管１５の上方から下方へ向かってこの管中に送られる燃焼用空気は、燃焼用空気入口９から内管６中へ送られる前に、円筒状排気管１４中を下方より上方に向かって進んで大気中に排出される燃焼排ガスによって充分に予熱される。円筒状排気管１４の外壁にフィンを設けて、管１５中で下方に流れる空気を螺旋状に回転して、互いに逆方向に向かって流れる燃焼排ガスと燃焼用空気との間の熱交換の効率を、更に高めうることも勿論のことである。
【００１２】
実施例
直径１６０ｍｍ、有効輻射長１２００ｍｍを有し、最大で３５，０００Ｋｃｌの発熱機能を有する本発明になるシングルエンド型バーナーを、燃焼ガスとしてのプロパンガスと前述した通りに充分に予熱された燃焼用空気とによって燃焼して、加熱炉内の雰囲気温度を９００℃に保った。このときの有効発熱効率は８３．６％、排ガス損熱は１３．５％、放散損熱は３．６％であった。
【００１３】
【発明の効果】
上述した本発明のバーナーの有効発熱効率は、従来のバーナーの効率について
上記の
【０００５】で述べた数値を遙かに凌駕し、本発明のバーナーの排ガス損
熱と放散損熱は、上記の
【０００５】で触れた従来のそれらの数値よりも顕著に低くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のシングルエンド型燃焼バーナーを示す説明的な断面図である。
【図２】本発明になるシングルエンド型燃焼バーナーを示す、図１と同様な説明的な断面図である。
【符号の説明】
１−バーナーの外管
２−加熱炉の断熱炉壁
３−外管１の閉鎖端
４−外管１の他端
５−煙道排気口
６−内管
７−内管６の先端開口
８−内管６の他端
９−燃焼用空気入口
１０−燃焼管
１１−燃焼管１０の燃料噴射口
１２−燃焼管１０の他端
１３−燃焼管１０への燃焼ガス入口
１４−煙道排気口５につながる円筒状排気管
１５−燃焼用空気入口９への送気管
１６−熱交換用フィン
Claims (1)
- 一端が加熱炉内で閉鎖し他端が加熱炉外の煙道排気口につながる外管と、この外管内に設けられその先端が前記した外管の閉鎖する他端に向かって開口しその他端が加熱炉外で燃焼用空気入口につながる内管と、この内管内に設けられその先端の燃焼噴射口がこの内管の開口に向かって開口しその他端が燃焼ガス入口へつながる燃焼管とを含んでなる燃焼バーナーで、上記した煙道排気口が起立して上方に延び、かつ上記した燃焼空気入口がこの煙道排気口を外方から囲んで起立して上方に延びることを特徴とする加熱炉のシングルエンド型燃焼バーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002258675A JP2004093086A (ja) | 2002-09-04 | 2002-09-04 | 加熱炉のシングルエンド型燃焼バーナー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002258675A JP2004093086A (ja) | 2002-09-04 | 2002-09-04 | 加熱炉のシングルエンド型燃焼バーナー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004093086A true JP2004093086A (ja) | 2004-03-25 |
Family
ID=32063232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002258675A Pending JP2004093086A (ja) | 2002-09-04 | 2002-09-04 | 加熱炉のシングルエンド型燃焼バーナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004093086A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168309A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Shoei Seisakusho:Kk | 工業用バーナ |
| CN101936540A (zh) * | 2010-10-08 | 2011-01-05 | 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 | 与辐射管烧嘴配套使用的换热器 |
| JP2012122706A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Osaka Gas Co Ltd | シングルエンド型ラジアントチューブバーナ |
| JP2012149798A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Tokyo Gas Co Ltd | 流体加熱用燃焼器付熱交換器 |
| JP2012189310A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-10-04 | Hosoyama Nekki Kk | 流体加熱用燃焼器付熱交換器 |
| CN112443841A (zh) * | 2019-09-05 | 2021-03-05 | 宁波方太厨具有限公司 | 上进风燃烧器 |
-
2002
- 2002-09-04 JP JP2002258675A patent/JP2004093086A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168309A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Shoei Seisakusho:Kk | 工業用バーナ |
| CN101936540A (zh) * | 2010-10-08 | 2011-01-05 | 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 | 与辐射管烧嘴配套使用的换热器 |
| JP2012122706A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Osaka Gas Co Ltd | シングルエンド型ラジアントチューブバーナ |
| JP2012149798A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Tokyo Gas Co Ltd | 流体加熱用燃焼器付熱交換器 |
| JP2012189310A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-10-04 | Hosoyama Nekki Kk | 流体加熱用燃焼器付熱交換器 |
| CN112443841A (zh) * | 2019-09-05 | 2021-03-05 | 宁波方太厨具有限公司 | 上进风燃烧器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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