JP5300725B2 - 放射熱伝達システム - Google Patents
放射熱伝達システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5300725B2 JP5300725B2 JP2009529301A JP2009529301A JP5300725B2 JP 5300725 B2 JP5300725 B2 JP 5300725B2 JP 2009529301 A JP2009529301 A JP 2009529301A JP 2009529301 A JP2009529301 A JP 2009529301A JP 5300725 B2 JP5300725 B2 JP 5300725B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiant
- heat transfer
- transfer system
- radiating element
- radiant heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims description 64
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 73
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 24
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 82
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 28
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 230000001617 migratory effect Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D5/00—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems
- F24D5/06—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems operating without discharge of hot air into the space or area to be heated
- F24D5/08—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems operating without discharge of hot air into the space or area to be heated with hot air led through radiators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
- F23C3/002—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/03009—Elongated tube-shaped combustion chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
一般に、燃料が燃焼(酸化)すると熱を生じる。一般的な燃料は、化石燃料、例えば天然ガス、石油、石炭、再生可能燃料、例えばバイオマス等である。生成された熱は、物体を加熱するためにオーブンに移されるか、又は流体、例えば液体又は気体に移される。熱は、伝導、対流、放射のうちの少なくとも一つにより伝達される。伝導は固体で起こり、この場合、熱は一の固体、又は固体の一部から別の固体又は同じ固体の一部に移動する。対流は水や空気等の流体で起こり、この場合加熱された流体が一の位置から第二の位置へ移動する。放射は、加熱された物体が発する放射エネルギーが別の物体によって吸収されるときに起こる。放射熱伝達は、熱の伝達に固体、液体、又は気体との接触が不要であるという点で伝導及び対流と異なる。Boyer, Howard E.によるPractical Heat Treating, American Society for Metals, Metals Park, Ohio, 1984年、60-62頁を参照されたい。例えば、太陽は、宇宙の真空を通して放射エネルギーを伝達することにより地球を熱している。
図1は、燃焼燃料110から加熱炉130に収容される加熱ゾーン120に熱を間接的に伝達する、プロセス加熱用の従来式の放射熱伝達システム100を示す。放射熱伝達システム100は、空気と燃料の流入口を含む拡散フレームバーナー105を含むことができる。放射熱伝達システムに使用されるバーナーの詳細な説明は、例えば、R. F. Harder, R. Viskanta及びS. Ramadhyaniによる、Gas-Fired Radiant Tubes: A Review of Literature, 1987年12月(Gas research Institute)に見ることができる。図示しないが、加熱炉130は、加熱炉130内部の気体雰囲気を循環させるためのファン又はその他デバイスを含むことができる。気体雰囲気は、例えば、水素、窒素及び一酸化炭素を含むことができる。
加熱炉130の壁は、耐火レンガ等の絶縁体135を用いて絶縁することができる。放射熱伝達システム100は、図示のU字型チューブのような放射源140を含む。チューブの内径は使用に適した大きさとすることができ、通常約7.6cm(3インチ)〜約20cm(8インチ)である。加熱ゾーン120に加えて、放射源140は、加熱路130、絶縁体135等の放射源140に近いいずれかの表面を加熱することができる。U字型チューブを放射源140とする使用に関するこれ以上の説明は、米国特許第5655599号、同第5071685号、及び4789506号に見ることができる。他の放射熱伝達システムでは、放射源140は、直線的なチューブ又はその他の形状を有するチューブか、或いは燃焼燃料110、フレーム114、及び燃焼生成物115を含む何らかの構造とすることができる。
放射源140の第2部分146における熱伝達が小さいことの一の理由は、燃焼生成物115の大部分が気体であるために、燃焼燃料110と比較して放射源140の壁に熱を伝達する燃焼生成物115の能力が低いことである。実質的な熱量、例えば約174,000kj/時(165,000BTU/時)が、流出口142から放射源140を出てゆく燃焼生成物115に捕捉されうる。燃焼生成物の熱損失は、放射熱伝達システム100の運転費を増大させうる。
短期的には有効であるものの、金属インサートは耐久性でないという欠点を有し、もっと高い温度に対して良好な耐性を有するセラミック製のインサートに置換された。従来のセラミックインサートは、例えば、米国特許第2861596号、同第4153035号、及び同第6484795号に記載されている。一部の従来式インサートは、長手方向に延びる固体の芯から外側へ放射方向に広がり、よって芯の中心点と交差する翼部を有する。しかしながら、金属より高温に対する耐性が良好である一方、セラミック製のインサートは本質的に脆弱であるので、熱サイクル及び使用中に放射熱伝達システム100内で発生する振動により破損又は粉砕するという欠点を有する。セラミック製インサートの破損により、放射源140の破壊が起こりうる。
本放射熱伝達システムは、放射源及び放射源の内部に配置される一以上のセラミック製放射要素を含むことができる。少なくとも一つのセラミック製放射要素は、芯部分から延びる一以上の翼部を有する。芯部分は縦方向の空洞を形成する。
放射源に挿入されるセラミック製放射要素は、芯部分及び一以上の翼部を有することができる。芯部分は縦方向の空洞を形成する。各翼部は芯部分から延びる。
放射要素260は、いずれかのセラミックから、好ましくは放射熱伝達システム200内において熱応力に対する耐性の大きなセラミックから形成することができる。セラミックには、本物のセラミックの他に、金属などの添加材料を含むセラミック様材料が含まれる。放射要素260は、炭化ケイ素を含む粉末と、粉末を所望のセラミック構造に融合させる温度に加熱される結合剤と結合したケイ素とを含む、粉末から形成することができる。従って、点火されるセラミックは、シリコン化した炭化ケイ素とすることができる。窒化ケイ素、シリコン−ムライト、アルミナ等のセラミックの形成に、他の材料を使用することができる。好ましくは、放射要素の形成に用いられるセラミックは、約0.4を上回る放射率、好ましくは約0.4〜約0.9の放射率を有する。放射要素260の形成に用いられる材料の放射率性能が良好であると、燃料消費が低減される。
放射要素260は、ほぼ完全な燃焼領域250の下流に配置することができる。放射要素260は、燃焼燃料210の約90%が燃焼生成物215に変換済みである燃焼領域250に配置することができる。放射要素260の配置位置が燃焼燃料210に近すぎると、放射要素は役に立たない。放射要素260が放射源240の絶縁部分に配置される場合同様の故障が起こりうる。放射要素260の配置位置がほぼ完全な燃焼領域250から離れすぎていると、燃焼生成物215に捕捉された熱を放射エネルギーに変換する放射要素260の能力が低下することがある。従って、放射源240内における一又は複数の放射要素260の位置決めを適切に行うことが好ましい。
燃焼生成物215内部の熱の一部を放射エネルギーに変換することにより、放射要素260は、放射源240の第1部分244及び第2部分246からの熱伝達の均一性を向上させることができ、且つ燃焼燃料210から加熱領域220に伝達される放射熱を増大させることができる。例えば、約174,000kj/時(165,000BTU/時)の熱が、図1に示す従来式の放射熱伝達システム100の出口142から失われる。図2の放射熱伝達システム200では、放射要素260が、燃焼生成物215から約15,800kj/時(15,000BTU/時)の熱を回収して放射源240の第2部分246に放散することができる。従って、図1の放射源140の第1部分140と第2部分146との間で約21,100kj/時(20,000BTU/時)であった差異は、放射要素260を有する図2では、5,300kj/時(5,000BTU/時)に低減する。
空洞375は、放射要素360の長手方向の各端部から到達可能である。図3Bには基本的に円形のチューブとして示したが、空洞375の形状はどのようなものでもよく、例えば球状、三角形、多角形、長方形、楕円形、これらの組み合わせ又はその他の形状とすることができる。空洞375の大きさと形状は、放射要素360の長手方向の長さに沿って変化させることができる。よって、空洞375の軸に垂直な断面は、放射要素360の長手軸に沿って対称でも非対称でもよい。空洞375の直径は、少なくとも約0.635cm(0.25インチ)であり、好ましくは約1.27cm(0.5インチ)〜約1.91cm(0.75インチ)である。別の態様では、空洞375と外面372の間の芯部分370の厚さは少なくとも約0.317cm(0.125インチ)であり、好ましくは0.635cm(0.25インチ)〜約1.27cm(0.5インチ)である。空洞の直径及び芯の厚さに他の値を使用することもできる。
ロッド380の第1端384には、芯部分370がロッド380の第1端384から滑り落ちてしまうことを防ぐのに十分な停止デバイス386を設けることができる。ロッド380の第1端384にはネジ山を設けることができる。ワッシャとボルト、又はワッシャとナットをロッド380に配置することにより、放射要素360がロッド380の第1端384から滑り落ちてしまうことを防ぐことができる。ロッド380の第1端384を曲げて停止デバイス386を設けることにより、放射要素360のスライドを防止することができる。放射要素360がロッド380から滑り落ちることを防ぐために、他の停止デバイスを使用することもできる。
放射源340内で放射要素360が水平に配置される場合、ロッド380は、放射要素360に圧縮力をかけるのに十分な数の放射要素及び/又はスペーサを含むことができる。例えば、ロッド380の第1端384及び第2端388のボルトを締めることにより、一又は複数の放射要素360を圧縮された状態で保持することができる。ボルトを締めることにより印加されるこの水平方向の圧縮力により、重力によって放射要素360に垂直方向に掛かる張力に耐えることができる。
図3Dでは、一又は複数の放射要素360は、張力に相反して圧縮力下に保持されている。放射要素360の材料であるセラミックの機械的強度は、圧縮力下では良好であるが、張力下では不良である。上述したように、従来のセラミック製インサートは、振動及び熱衝撃によりしばしば機能しなくなる。従って、放射源340内で垂直であるか水平であるかに関わらず、圧縮力下に放射360を保持することにより、熱的及び/又は機械的衝撃に対する耐性に関するセラミック材料の要件は低減する。圧縮力下に放射360を保持することにより、当該要素の故障率を下げることができる。
レイノルズ数(Re)は、流れが層状であるか、乱流であるか、移行性であるか、又は混合性であるかを示す。例えば、チューブ内において2300を下回るReは層状であると考えられる一方、4500を上回るReは乱流と考えられる。2300〜4500のReは、移行性又は混合性と考えられる。このように、レイノルズ数が小さいほど層状に流れていることが示される。別の実施例では、内径10.16cm(4インチ)の放射チューブ内を移動する燃焼生成物のReは3742であり、よって層状であるというよりは移行性であるか、又は乱流に近い。これと比べて、内径約10.16(4インチ)の放射チューブ内で三つの翼部を有する放射要素を通過して流れる燃焼生成物は1914というReを有し、層状に流れる。これらのレイノルズ数を求めるための計算を図4G−1及び4G−2に示す。これらの計算は、三つの翼部を有する放射要素に関するもので、二つの翼部の間の流れについて計算されたレイノルズ数を示す。層状の流れ、乱流、又は混合流を示す他のレイノルズ数を有するチューブを使用することもできる。このように、本発明の放射要素は、放射源を通過する燃焼生成物の層状の流れを増大させることができる。本放射要素は、放射源を通って流れる燃焼生成物のReを2300未満とすることができ、更に好ましくは1500〜2300とすることができる。本放射要素により燃焼生成物の流れに達成されるレイノルズ数は他の数値でもよい。
翼部490は、放射要素460の表面積を増大させることができる。図示の放射要素460は三つの翼部を有しているが、一又は複数の翼部を使用することができる。放射要素460が五つ以上の翼部を含む場合、これにより放射源のオープンな断面積が減少して、燃焼生成物の流れの速度に望ましくない低下をもたらしうる。芯部分470は翼部490を有する部分と有さない部分を持つことができる。
図4Cは、放射要素460の長手方向に沿った断面図である。図4Dは、翼部490の厚みが、終端部492よりも外面472に接続する部分で大きいことを示している。このように翼部490の厚みは不均一でよく、外面472から終端部492に向かって次第に小さくすることができる。一又は複数の翼部に関し、芯部分470の直径に対する翼部の高さ(外面472から終端部492までの距離)の比は、約4:1より大きくすることができる。芯部分470の直径に対する翼部の高さの比は、4:1〜50:1とすることができる。芯部分470の直径に対する翼部の高さの比は、約5:1〜11:1とすることができる。芯部分470の直径に対する翼部の高さの他の比も使用可能である。
図6A〜6Eは、長手方向に延びる芯部分670の外面694又は外側の表面に垂直な翼部690を備える様々な放射要素の斜視図である。図6Aは、放射要素の上部に、約90°で垂直に取り付けられた翼部690を示す。図6Bは、長手方向に延びる芯部分670にやはり約90°で垂直に取り付けられた曲線的な翼部690を示す。図6Cは、長手方向に延びる芯部分670に垂直な翼部690を示すが、この場合、翼部690のピッチは端部における約90°から中央領域における約45°まで変化する。図6Dは、長手方向に延びる芯部分670から、翼部691よりも遠くに延びる翼部692を示しており、これにより異なる高さの翼部を含む放射要素が構成されている。図6Eに示す放射要素の翼部は中心点694に垂直に取り付けられているが、この翼部690は複雑な曲線形状を有している。
図8は、石炭又はバイオマス等の固体燃焼燃料810からなる土台から、チューブ820内に蒸気を生成するバイオマス又はその他ボイラー用の放射熱伝達システム800を示す。例えば、燃焼燃料810の下方から空気を導入することができる。放射要素860は、燃焼燃料810の上方に位置する位置決めロッド880上に保持されている。好ましくは、複数の放射要素860は、燃焼燃料810の上方に、圧縮された状態で保持される。燃焼生成物815は、燃焼燃料810から放射要素860を越えて流れる。放射要素860は燃焼生成物815から熱を吸収し、蒸気チューブ820にエネルギーを放射する。
「放射率」とは、放射により熱を発する表面の相対的な力を意味し、同じ温度において、黒体(反射無しで全ての放射エネルギーを吸収する理想的表面)によって放出される放射エネルギーに対する、表面によって放出される放射エネルギーの比として表わすことができる。即ち、第1の材料の、第2の材料へ熱を伝達する能力である。WebsterのNew Collegiate Dictionary, G. & C. Merriam Company, Springfield, Massachusetts, 1977年、115、372頁を参照のこと。
「張力」という用語は、引き伸ばす作用を意味する。
燃焼生成物の流れに関して「乱流」という場合、この用語は、個々の粒子が不規則な又は不安定な動きで運動することにより不均一な流れのライン又は経路が形成されるときの流れの状態を指す。層状の流れから乱流への移行は、流体の速度又は速さが臨界値を超えたときに起こる。Pritchard, R.ら、Handbook of Industrial Cas Utilization, Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1977、30-31頁参照。
「垂直な」翼部とは、放射要素の長手方向に延びる芯の外側等の表面から、垂直に又はほぼ90°の角度で延びる翼部を指す。翼部が放射要素の中心点から半径に沿って外側に延びる場合、「垂直な」翼部は「放射状」でありうる。
「接線方向の」又は「正接する」翼部とは、放射要素の長手方向に延びる芯の外側等の表面から、90°以外の角度で延びる翼部を指す。
Claims (13)
- 放射源、及び放射源の内部に配置される少なくとも一つのセラミック製放射要素を備えた放射熱伝達システムであって、
少なくとも一つのセラミック製放射要素が、芯部分から延びる少なくとも一つの翼部を有し、且つ芯部分に長手方向に延びる空洞が形成されており、当該空洞内に位置決め機構を備え、当該位置決め機構が、
空洞内に長手方向に配置される位置決めロッド、
位置決めロッドの一方の端部に接続される停止デバイス、及び
位置決めロッドの他方の端部に接続される保持デバイス、
から構成される、放射熱伝達システム。 - 放射要素の間にスペーサを備える、請求項1に記載の放射熱伝達システム。
- 少なくとも一つのセラミック製放射要素の放射率が0.4〜0.9である、請求項1に記載の放射熱伝達システム。
- 放射源が放射チューブである、請求項1に記載の放射熱伝達システム。
- 第1部分と第2部分とを有する放射チューブ、
第1部分に接続されたバーナー、及び
第2部分に配置された少なくとも一つの放射要素
を備える、請求項4に記載の放射熱伝達システム。 - 放射要素の間にスペーサを備える、請求項5に記載の放射熱伝達システム。
- セラミック製放射要素が、芯部分に正接する少なくとも一つの翼部を有する、請求項1に記載の放射熱伝達システム。
- 少なくとも一つの翼部が、螺旋角度を画定する螺旋形状を有し、且つ螺旋角度が20°〜90°である、請求項1に記載の放射熱伝達システム。
- 少なくとも一つの翼部が曲線形状である、請求項1に記載の放射熱伝達システム。
- 螺旋角度が一定である、請求項8に記載の放射熱伝達システム。
- 螺旋形状が一の螺旋角度から別の螺旋角度に移行する、請求項8に記載の放射熱伝達システム。
- 螺旋角度が90°から45°に移行する請求項11に記載の放射熱伝達システム。
- 螺旋角度が放射要素の一方の端部における90°から放射要素の中央部における45°に移行し、且つ螺旋角度が放射要素の他方の端部における90°から放射要素の中央部における45°に移行する、請求項11に記載の放射熱伝達システム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US82593906P | 2006-09-18 | 2006-09-18 | |
US60/825,939 | 2006-09-18 | ||
PCT/US2007/077951 WO2008036515A2 (en) | 2006-09-18 | 2007-09-08 | Radiant heat transfer system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010503824A JP2010503824A (ja) | 2010-02-04 |
JP2010503824A5 JP2010503824A5 (ja) | 2010-10-21 |
JP5300725B2 true JP5300725B2 (ja) | 2013-09-25 |
Family
ID=39201154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009529301A Active JP5300725B2 (ja) | 2006-09-18 | 2007-09-08 | 放射熱伝達システム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090277969A1 (ja) |
EP (1) | EP2069692B1 (ja) |
JP (1) | JP5300725B2 (ja) |
WO (1) | WO2008036515A2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2802805A1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | Enerco Group, Inc. | Efficient forced air heater |
US9296275B2 (en) * | 2013-01-04 | 2016-03-29 | Denso International America, Inc. | Multi-function infrared heating device |
US10030867B2 (en) | 2013-09-19 | 2018-07-24 | PSNergy, LLC | Radiant heat insert |
WO2015062619A1 (en) | 2013-10-28 | 2015-05-07 | Erbicol Sa | Inserts for burners and radiant tube heating systems |
GB2529407B (en) * | 2014-08-18 | 2020-01-08 | Joan Philomena Jones | Heater |
US10458646B2 (en) * | 2014-09-25 | 2019-10-29 | Selas Heat Technology Company Llc | Low NOx, high efficiency, high temperature, staged recirculating burner and radiant tube combustion system |
JP2017083127A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | Jfeスチール株式会社 | 伝熱促進体およびラジアントチューブ |
US10888197B2 (en) | 2017-03-24 | 2021-01-12 | Alto-Shaam, Inc. | Gas heat exchanger with baffle for deep fat fryer |
USD910830S1 (en) | 2019-04-12 | 2021-02-16 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Flame diffuser insert for immersion tube furnace |
USD910829S1 (en) | 2019-04-12 | 2021-02-16 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Flame diffuser insert for immersion tube furnace |
JP7036455B2 (ja) * | 2020-04-24 | 2022-03-15 | 丸越工業株式会社 | 伝熱促進体及びその製造方法 |
KR20240088760A (ko) * | 2021-09-03 | 2024-06-20 | 세인트-고바인 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인크. | 방사관에서 사용하도록 구성된 본체 |
Family Cites Families (68)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1730288A (en) * | 1929-10-01 | Gas mixer | ||
US830268A (en) * | 1905-10-27 | 1906-09-04 | Patent Fin Hot Water Heating Company | A means or device for improving the circulation and augmenting the heating capacity of the fluid in heating systems. |
US874673A (en) * | 1907-01-17 | 1907-12-24 | Francis William Green | Air-heater. |
US1770208A (en) * | 1924-02-29 | 1930-07-08 | Babcock & Wilcox Co | Air heater |
US1838105A (en) * | 1924-05-08 | 1931-12-29 | Metropolitan Eng Co | Superheater or the like |
US1818082A (en) * | 1928-08-10 | 1931-08-11 | George T Mott | Apparatus for heat exchanging |
US1816412A (en) * | 1929-05-15 | 1931-07-28 | Charles W Tipton | Gas mixing device |
US1916337A (en) * | 1931-11-28 | 1933-07-04 | Int Precipitation Co | Heat interchanging apparatus |
US2097104A (en) * | 1936-02-08 | 1937-10-26 | Aatto P Saha | Heat exchange apparatus |
US2068477A (en) * | 1936-04-17 | 1937-01-19 | Lee Wilson | Furnace |
US2081612A (en) * | 1936-11-13 | 1937-05-25 | Lee Wilson | Baffle for heat exchange tubes |
US2188133A (en) | 1937-11-11 | 1940-01-23 | Surface Combustion Corp | Heating apparatus |
US2161887A (en) * | 1938-01-07 | 1939-06-13 | Young Radiator Co | Turbulence strip for radiator tubes |
US2253920A (en) * | 1939-01-06 | 1941-08-26 | Electric Furnace Co | Radiant tube heater |
US2763516A (en) * | 1951-10-01 | 1956-09-18 | Phillips Petroleum Co | Conveying of fluidized mass of particles and apparatus therefor |
US2692763A (en) * | 1952-03-08 | 1954-10-26 | Air Preheater | Supporting spacer for annular corrugated fins |
US2778610A (en) * | 1953-03-11 | 1957-01-22 | Griscom Russell Co | Catalyst finned tubing and method of making |
US2902270A (en) * | 1953-07-17 | 1959-09-01 | Svenska Skifferolje Ab | Method of and means in heating of subsurface fuel-containing deposits "in situ" |
US2895508A (en) * | 1955-11-23 | 1959-07-21 | Patterson Kelley Company Inc | Heat exchange conduit |
US2879369A (en) * | 1955-12-09 | 1959-03-24 | Harold W Huseby | Corner radiant heat assembly |
US2861596A (en) | 1956-02-27 | 1958-11-25 | Harold N Ipsen | Heat exchanger baffle system |
US3036818A (en) * | 1958-01-29 | 1962-05-29 | Foster Wheeler Francaise Soc | Heat exchanger |
US3071159A (en) * | 1958-04-19 | 1963-01-01 | Coraggioso Corrado Bono | Heat exchanger tube |
US3119439A (en) * | 1959-09-17 | 1964-01-28 | American Thermocatalytic Corp | Mounting of combustion elements |
US3195627A (en) * | 1961-04-12 | 1965-07-20 | Gen Cable Corp | Heat exchangers |
FR1359678A (fr) | 1963-01-14 | 1964-04-30 | Aquitaine Petrole | Préparation des hydroxythiols |
US3262494A (en) * | 1963-11-14 | 1966-07-26 | Hupp Corp | Radiant heater having independent sinuous internested tubes |
US3275196A (en) * | 1964-07-01 | 1966-09-27 | Intercompany Corp | Anti-offset powder distributor |
US3394736A (en) * | 1966-02-21 | 1968-07-30 | Acme Ind Inc | Internal finned tube |
US3407871A (en) * | 1966-07-25 | 1968-10-29 | Phillips Petroleum Co | Heat exchanger |
AT287164B (de) * | 1967-08-17 | 1971-01-11 | Aichelin Fa J | Strahlheizrohr für Industrieöfen |
FR2123195B1 (ja) * | 1971-01-28 | 1973-12-07 | Chausson Usines Sa | |
JPS5130659Y2 (ja) * | 1971-02-19 | 1976-08-02 | ||
BE795314A (fr) * | 1972-02-10 | 1973-05-29 | Raufoss Ammunisjonsfabrikker | Conduit echangeur de chaleur |
US3886976A (en) * | 1973-10-25 | 1975-06-03 | Inst Gas Technology | Recuperator having a reradiant insert |
US4099514A (en) * | 1974-01-07 | 1978-07-11 | Mario Posnansky | Method and apparatus for heating a fluid medium by means of solar energy |
DE2413381A1 (de) * | 1974-03-20 | 1975-10-02 | Ludwig Ofag Indugas Gmbh | Strahlrohr |
US3920383A (en) * | 1974-06-20 | 1975-11-18 | Electric Furnace Co | Fluted surface heat exchanger |
US4090559A (en) * | 1974-08-14 | 1978-05-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Heat transfer device |
US4044796A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-30 | Smick Ronald H | Turbulator |
IT1067985B (it) | 1976-08-24 | 1985-03-21 | Birfield Trasmissioni | Dispositivo di riscaldamento per la camera di un forno industriale |
GB1555752A (en) * | 1977-02-04 | 1979-11-14 | Dunlop Ltd | Indirect heat transfer apparatus |
US4200148A (en) * | 1978-04-03 | 1980-04-29 | Rockwell International Corporation | Storing and extracting latent heat |
FR2442421A1 (fr) * | 1978-11-24 | 1980-06-20 | Ferodo Sa | Perfectionnements apportes aux echangeurs de chaleur tubulaires et aux agitateurs destines a de tels echangeurs |
US4336883A (en) * | 1980-06-09 | 1982-06-29 | Divajex | Insulated container |
US4390125A (en) * | 1981-02-12 | 1983-06-28 | Detroit Radiant Products Company | Tube-fired radiant heating system |
JPS5818015A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-02 | Daido Steel Co Ltd | 放射管 |
JPS5959629U (ja) * | 1982-10-14 | 1984-04-18 | 日本鋼管株式会社 | ラジアントチユ−ブ機構 |
US4559998A (en) * | 1984-06-11 | 1985-12-24 | The Air Preheater Company, Inc. | Recuperative heat exchanger having radiation absorbing turbulator |
JPS61147009A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-04 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ラジアントチユ−ブ |
JPS62186130A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-14 | Nippon Chem Plant Consultant:Kk | 遠赤外線放射装置 |
US4712734A (en) * | 1986-05-08 | 1987-12-15 | Johnson Arthur C W | Low-intensity infrared heating system with effluent recirculation |
EP0248629B1 (en) | 1986-06-04 | 1992-08-12 | Ambi-Rad Limited | Space heating appliance |
JPS6361888A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 伝熱管 |
US5071685A (en) * | 1986-11-07 | 1991-12-10 | Kasprzyk Martin R | Ceramic articles, methods and apparatus for their manufacture |
US4789506A (en) * | 1986-11-07 | 1988-12-06 | Gas Research Institute | Method of producing tubular ceramic articles |
JPH064171Y2 (ja) * | 1987-05-01 | 1994-02-02 | 大同特殊鋼株式会社 | ラジアントチユ−ブ |
US4823865A (en) * | 1988-02-18 | 1989-04-25 | A. O. Smith Corporation | Turbulator construction for a heat exchanger |
CA2074200A1 (en) * | 1991-08-20 | 1993-02-21 | Robert G. Smith | High temperature ceramic composite |
US5655599A (en) * | 1995-06-21 | 1997-08-12 | Gas Research Institute | Radiant tubes having internal fins |
AU750457B2 (en) * | 1997-12-24 | 2002-07-18 | Cfm Corporation | Gas burner for fireplace |
CA2310789C (en) * | 1999-08-06 | 2008-09-09 | Pat Caruso | Radiant heater system |
WO2001018476A1 (en) | 1999-09-10 | 2001-03-15 | Kasprzyk Martin R | Insert for a radiant tube |
JP2002022370A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-01-23 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シングルエンド熱交換器 |
US6786422B1 (en) * | 2001-10-30 | 2004-09-07 | Detroit Radiant Products Co. | Infrared heating assembly |
JP4026759B2 (ja) * | 2002-11-18 | 2007-12-26 | 日本碍子株式会社 | 加熱装置 |
US7111623B2 (en) * | 2004-04-13 | 2006-09-26 | Jeffrey Grant Designs, L.L.C. | Heat deflecting baffle for direct vent fireplace |
JP2006029638A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Toho Gas Co Ltd | ラジアントチューブバーナ |
-
2007
- 2007-09-08 EP EP07814765.9A patent/EP2069692B1/en active Active
- 2007-09-08 WO PCT/US2007/077951 patent/WO2008036515A2/en active Application Filing
- 2007-09-08 JP JP2009529301A patent/JP5300725B2/ja active Active
-
2009
- 2009-03-10 US US12/401,371 patent/US20090277969A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2069692A2 (en) | 2009-06-17 |
US20090277969A1 (en) | 2009-11-12 |
WO2008036515A3 (en) | 2008-12-31 |
WO2008036515A2 (en) | 2008-03-27 |
JP2010503824A (ja) | 2010-02-04 |
EP2069692A4 (en) | 2016-11-30 |
EP2069692B1 (en) | 2019-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5300725B2 (ja) | 放射熱伝達システム | |
US6159001A (en) | Advanced emissive matrix combustion | |
US6423279B1 (en) | Compact endothermic catalytic reaction apparatus | |
RU2643734C2 (ru) | Способ и устройство для проведения эндотермических реакций | |
US6484795B1 (en) | Insert for a radiant tube | |
WO2016049419A1 (en) | Low nox, high efficiency, high temperature, staged recirculating burner and radiant tube combustion system | |
JP3924175B2 (ja) | 蒸気過熱器 | |
RU2353643C2 (ru) | Улучшенный радиационный теплообменник | |
CN109373757B (zh) | 圆筒型管式加热炉 | |
JP5489285B2 (ja) | 輻射装置 | |
JP2017133746A (ja) | 煙管を備えた真空式温水機 | |
JP2011242086A (ja) | 高伝熱性ラジアントチューブ | |
JP4463825B2 (ja) | 貫流ボイラ | |
CN219740633U (zh) | 一种远红外加热器的固定导热装置 | |
JPS6284258A (ja) | 流体加熱装置 | |
CN103868045B (zh) | 移动式螺旋方形膜式壁油田蒸汽发生器 | |
JP3485463B2 (ja) | 排気熱回収器 | |
CA3197919A1 (en) | Boiler tube insert and boiler tubes having inserts | |
CN211176794U (zh) | 用于燃烧器的冷却体 | |
CN210373399U (zh) | 一种垃圾焚烧余热锅炉过热器扩展受热面的结构 | |
Kumada | A study on the high performance ceramic heat exchanger for ultra high temperatures | |
JPH02259322A (ja) | ラジアントチューブ | |
Jugjai et al. | Heat transfer enhancement to cooling water pipe by a surface combustor heater equipped with a convection-radiation converter | |
KR101429051B1 (ko) | 보일러의 예열장치 | |
Karthik | Design improvements in heat exchanger using partial differential equations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100903 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100903 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120904 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121116 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130521 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130618 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5300725 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |