JPS6240318Y2 - - Google Patents
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- JPS6240318Y2 JPS6240318Y2 JP1984074750U JP7475084U JPS6240318Y2 JP S6240318 Y2 JPS6240318 Y2 JP S6240318Y2 JP 1984074750 U JP1984074750 U JP 1984074750U JP 7475084 U JP7475084 U JP 7475084U JP S6240318 Y2 JPS6240318 Y2 JP S6240318Y2
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- Japan
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- furnace
- heating
- flame
- heated
- capillary
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Links
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Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、輻射加熱壁構造にかゝり、特に細管
バーナーと通気性固体の輻射熱を利用し、細管バ
ーナーの火炎を被加熱物に直接当てることなく広
い面積を効率よく均一に加熱することができる輻
射加熱壁構造に関する。
バーナーと通気性固体の輻射熱を利用し、細管バ
ーナーの火炎を被加熱物に直接当てることなく広
い面積を効率よく均一に加熱することができる輻
射加熱壁構造に関する。
近年、あらゆる加熱炉を対象とし、広い面積を
均一に加熱する加熱装置として、例えば第４図に
一部の断面を示すように、耐火物からなる炉壁１
のライニング厚方向に細管２，２…を多数埋込ん
で貫通させ、背面（炉外側）には混気チヤンバ３
を設け、燃料ガスＧと燃焼用空気Ａとが予じめ混
合された混合ガス（以下混合気という）が混気チ
ヤンバ３に供給されて均一に分散され、炉壁１を
貫通して埋設された多数の細管２，２…に供給さ
れて炉内に噴出され、火炎４となつて燃焼するこ
とにより被加熱物５を加熱する細管バーナー方式
を採用したものがある。
均一に加熱する加熱装置として、例えば第４図に
一部の断面を示すように、耐火物からなる炉壁１
のライニング厚方向に細管２，２…を多数埋込ん
で貫通させ、背面（炉外側）には混気チヤンバ３
を設け、燃料ガスＧと燃焼用空気Ａとが予じめ混
合された混合ガス（以下混合気という）が混気チ
ヤンバ３に供給されて均一に分散され、炉壁１を
貫通して埋設された多数の細管２，２…に供給さ
れて炉内に噴出され、火炎４となつて燃焼するこ
とにより被加熱物５を加熱する細管バーナー方式
を採用したものがある。
しかしながらこのような細管バーナーによるも
のでは、被加熱物５に火炎４を直接当て、対流に
よる熱伝達率を向上させることが熱効率を高める
必須条件であるが、被加熱物５が金属である場合
は酸化が進み、火炎が直接当つた部分に酸化物の
皮膜（スケール）が多く生じると共に、火炎が直
接当る部分と直接当らない部分とで温度差が生
じ、均一な加熱がなされないという欠点があつ
た。
のでは、被加熱物５に火炎４を直接当て、対流に
よる熱伝達率を向上させることが熱効率を高める
必須条件であるが、被加熱物５が金属である場合
は酸化が進み、火炎が直接当つた部分に酸化物の
皮膜（スケール）が多く生じると共に、火炎が直
接当る部分と直接当らない部分とで温度差が生
じ、均一な加熱がなされないという欠点があつ
た。
本考案は上記のような従来技術の欠点に着目
し、これを除去することを目的としてなされたも
ので、炉内の被加熱物を細管バーナーと通気性固
体の輻射熱を利用して広い面積にわたり効率よく
均一に加熱することができるようにした輻射加熱
壁構造を提供するものである。
し、これを除去することを目的としてなされたも
ので、炉内の被加熱物を細管バーナーと通気性固
体の輻射熱を利用して広い面積にわたり効率よく
均一に加熱することができるようにした輻射加熱
壁構造を提供するものである。
上記目的を達成するため、本考案にかゝる輻射
加熱壁構造は、炉壁の内側に、適度の通気性を有
する金属または多孔質耐火物からなる通気性固体
と細管バーナーとを交互に配設し、前記通気性固
体と炉壁との間には燃焼排気ガスを排出させる空
間を設け、前記細管バーナーは細管の先端部を分
岐してその先端の噴射口を火炎が被加熱物に直接
当らない方向へ拡散させる向きに形成したことを
特徴とするものである。
加熱壁構造は、炉壁の内側に、適度の通気性を有
する金属または多孔質耐火物からなる通気性固体
と細管バーナーとを交互に配設し、前記通気性固
体と炉壁との間には燃焼排気ガスを排出させる空
間を設け、前記細管バーナーは細管の先端部を分
岐してその先端の噴射口を火炎が被加熱物に直接
当らない方向へ拡散させる向きに形成したことを
特徴とするものである。
以下、本考案を第１図乃至第３図に示す実施例
を参照し、第４図と共通する部分には同一符号を
用いて説明する。
を参照し、第４図と共通する部分には同一符号を
用いて説明する。
第１図は炉壁が平面状の加熱炉に本考案による
輻射加熱壁構造を適用した場合を一部の斜視図
で、第２図は円筒形の加熱炉の炉壁に本考案によ
る輻射加熱壁構造を適用した場合を水平断面図で
示しているように、炉壁１の内側に、適度の通気
性を有する金属または多孔質耐火物からなる通気
性固体６と細管バーナー７とが交互に配設され、
前記通気性固体６と炉壁１との間には燃焼排気ガ
スを排出させる空間８が設けられている。上記細
管バーナー７は細管７Ａの先端部が分岐され、そ
の先端の噴射口９は火炎４が被加熱物５に直接当
らない方向へ拡散させる向きに形成されている。
輻射加熱壁構造を適用した場合を一部の斜視図
で、第２図は円筒形の加熱炉の炉壁に本考案によ
る輻射加熱壁構造を適用した場合を水平断面図で
示しているように、炉壁１の内側に、適度の通気
性を有する金属または多孔質耐火物からなる通気
性固体６と細管バーナー７とが交互に配設され、
前記通気性固体６と炉壁１との間には燃焼排気ガ
スを排出させる空間８が設けられている。上記細
管バーナー７は細管７Ａの先端部が分岐され、そ
の先端の噴射口９は火炎４が被加熱物５に直接当
らない方向へ拡散させる向きに形成されている。
つぎに上記各部の詳細を説明すると、前記通気
性固体６は、燃焼排気ガスの通気度を損なわず、
適度の流動抵抗を有するもので、気孔率50〜90％
程度、圧力損失５〜200m／mAq程度のものであ
つて、望ましくは気孔率70〜80％程度、圧力損失
10〜20m／mAq程度の輻射率が高い物質を用い
る。例えば加熱温度が1000℃程度以下の場合は、
素材が鉄、ニツケル等の金網を重ね、加熱炉の大
小、金網の孔眼寸法などにより重ね枚数を調整し
た適度の通気性を有する金属製のものを用い、加
熱温度が1000℃程度以上の場合には、ジルコニア
質、炭火珪素質、珪石質、高アルミナ質等の多孔
質耐火物を用いればよい。
性固体６は、燃焼排気ガスの通気度を損なわず、
適度の流動抵抗を有するもので、気孔率50〜90％
程度、圧力損失５〜200m／mAq程度のものであ
つて、望ましくは気孔率70〜80％程度、圧力損失
10〜20m／mAq程度の輻射率が高い物質を用い
る。例えば加熱温度が1000℃程度以下の場合は、
素材が鉄、ニツケル等の金網を重ね、加熱炉の大
小、金網の孔眼寸法などにより重ね枚数を調整し
た適度の通気性を有する金属製のものを用い、加
熱温度が1000℃程度以上の場合には、ジルコニア
質、炭火珪素質、珪石質、高アルミナ質等の多孔
質耐火物を用いればよい。
前記炉壁１の内側と通気性固体６との間に設け
られる燃焼排気ガス排出用空間８は炉外に燃焼排
気ガスを排出させるための煙道１０に接続され、
この空間８の大きさは、排出量に応じ燃焼排気ガ
スが20m／sec程度の流速で排出されるように設
定される。
られる燃焼排気ガス排出用空間８は炉外に燃焼排
気ガスを排出させるための煙道１０に接続され、
この空間８の大きさは、排出量に応じ燃焼排気ガ
スが20m／sec程度の流速で排出されるように設
定される。
細管バーナー７は、大きい燃焼負荷条件のなか
でも安定した燃焼を得ることができ、現在までの
実積では900万Kca／m3・Ｈ程度の燃焼が可能
であり、細管７Ａ内での混合気（Ｇ＋Ａ）の流速
が約５〜50m／sec程度の範囲で安定した燃焼が
得られるためターンダウン比が１：10以上と広
く、制御範囲が広いバーナーである。
でも安定した燃焼を得ることができ、現在までの
実積では900万Kca／m3・Ｈ程度の燃焼が可能
であり、細管７Ａ内での混合気（Ｇ＋Ａ）の流速
が約５〜50m／sec程度の範囲で安定した燃焼が
得られるためターンダウン比が１：10以上と広
く、制御範囲が広いバーナーである。
前記細管７Ａは、炉壁１の内側に積層される耐
火物層１１をライニング厚方向に貫通して埋設さ
れ、細管７Ａの先端部は平面よりみてＹ字状に分
岐形成されていて通気性固体６の炉内側表面より
やゝ突出して噴射口９，９が開口されている。こ
の噴射口９，９は、噴出する火炎４の長さが200
〜300m／ｍ程度になつても火炎４が被加熱物５
に直接当らないように火炎４の噴出方向が被加熱
物５側方向から通気性固体６側方向へ拡散される
向きに開口されている。
火物層１１をライニング厚方向に貫通して埋設さ
れ、細管７Ａの先端部は平面よりみてＹ字状に分
岐形成されていて通気性固体６の炉内側表面より
やゝ突出して噴射口９，９が開口されている。こ
の噴射口９，９は、噴出する火炎４の長さが200
〜300m／ｍ程度になつても火炎４が被加熱物５
に直接当らないように火炎４の噴出方向が被加熱
物５側方向から通気性固体６側方向へ拡散される
向きに開口されている。
上記噴射口９の孔径は、混合気（Ｇ＋Ａ）の噴
出速度が混合気（Ｇ＋Ａ）の燃焼伝播速度以上に
保持または調節できるように定められ、燃焼パワ
ー、バツクフアイアによる危険性等を考慮する
と、好ましくは0.5〜5m／ｍ程度であり、噴射口
９の炉高方向への配列間隔を５〜50m／ｍ程度と
すればよいそして通気性固体６と細管バーナー７
とは炉幅または円周方向に対し適当な間隔を設け
て交互に配設される。
出速度が混合気（Ｇ＋Ａ）の燃焼伝播速度以上に
保持または調節できるように定められ、燃焼パワ
ー、バツクフアイアによる危険性等を考慮する
と、好ましくは0.5〜5m／ｍ程度であり、噴射口
９の炉高方向への配列間隔を５〜50m／ｍ程度と
すればよいそして通気性固体６と細管バーナー７
とは炉幅または円周方向に対し適当な間隔を設け
て交互に配設される。
この実施例では、細管バーナー７を構成する細
管７Ａの先端部をＹ字状に分岐して形成し、噴射
口９は火炎４の噴出方向が通気性固体６側方向へ
拡散させるように設け、通気性固体６と細管バー
ナー７とを炉幅方向へ交互に配設した場合につい
て示したが、第３図に一部の断面を斜視図で示し
ているように、細管７Ａの先端部を傘骨形状に形
成し、傘骨形状をなす先端部に多数の噴射口９，
９…を配設して火炎４の噴出方向が通気性固体６
側方向へ拡散されるように通気性固体６と細管バ
ーナー７とを上下左右方向へ交互に配設するよう
にしてもよい。この火炎４の噴出方向を拡散させ
る手段、および通気性固体６と細管バーナー７と
の交互配列方向は限定されるものではない。また
火炎４の噴出方向を拡散させるための噴射口９の
設定角度も被加熱体５に火炎４が直接当らない範
囲内で適宜選択すればよく、通気性固体６の炉内
表面と平行であつてもよい。
管７Ａの先端部をＹ字状に分岐して形成し、噴射
口９は火炎４の噴出方向が通気性固体６側方向へ
拡散させるように設け、通気性固体６と細管バー
ナー７とを炉幅方向へ交互に配設した場合につい
て示したが、第３図に一部の断面を斜視図で示し
ているように、細管７Ａの先端部を傘骨形状に形
成し、傘骨形状をなす先端部に多数の噴射口９，
９…を配設して火炎４の噴出方向が通気性固体６
側方向へ拡散されるように通気性固体６と細管バ
ーナー７とを上下左右方向へ交互に配設するよう
にしてもよい。この火炎４の噴出方向を拡散させ
る手段、および通気性固体６と細管バーナー７と
の交互配列方向は限定されるものではない。また
火炎４の噴出方向を拡散させるための噴射口９の
設定角度も被加熱体５に火炎４が直接当らない範
囲内で適宜選択すればよく、通気性固体６の炉内
表面と平行であつてもよい。
つぎに上記実施例の作用を説明する。
細管バーナー７に供給される混合気（Ｇ＋Ａ）
は、耐火物層１１を貫通して埋設された多数の細
管７Ａを通り、火炎の噴出方向が拡散されるよう
に設けられた噴射口９から噴出して炎となり、通
気性固体６と被加熱物５との間で火炎４が被加熱
物５に直接当ることなく燃焼する。
は、耐火物層１１を貫通して埋設された多数の細
管７Ａを通り、火炎の噴出方向が拡散されるよう
に設けられた噴射口９から噴出して炎となり、通
気性固体６と被加熱物５との間で火炎４が被加熱
物５に直接当ることなく燃焼する。
燃焼排気ガスは、通気性固体６の炉内側表面か
ら同背面側に通過する間には急激な温度変化を示
して低下し、通気性固体６と炉壁１との間に設け
られた空間８に排出される。この間に通気性固体
６の炉内側表面は均一に加熱され、燃焼排気ガス
の顕熱差が通気性固体６から射出される輻射エネ
ルギーに変換されてその主要部が炉内側に指向性
を持ち、炉内側に高温で均一な温度場を形成して
輻射熱１２により被加熱物５を加熱することがで
きる。
ら同背面側に通過する間には急激な温度変化を示
して低下し、通気性固体６と炉壁１との間に設け
られた空間８に排出される。この間に通気性固体
６の炉内側表面は均一に加熱され、燃焼排気ガス
の顕熱差が通気性固体６から射出される輻射エネ
ルギーに変換されてその主要部が炉内側に指向性
を持ち、炉内側に高温で均一な温度場を形成して
輻射熱１２により被加熱物５を加熱することがで
きる。
つぎに本考案による輻射加熱壁構造を炉体が円
筒形である触媒式ガス反応管用加熱炉に適用する
場合の具体的実施例を掲げると、 燃焼ガス； メタンガス〔燃焼伝播速度（温度50℃） 0.42m／sec〕 供給量； メタンガス2.6Nm3／Ｈ 燃焼用空気24.7Nm3／Ｈ 細管バーナー； 噴射口径1.5m／ｍφ、噴射口間隔35m／ｍ、
Ｙ字状分岐内角120゜ 細管バーナー設置間隔−円周方向を４等分 細管内混合気流速28m／sec 通気性固体； 材質−高アルミナ多孔質耐火物 見掛気孔率80％ 炉内面積0.53m2、厚さ40m／ｍ 燃焼室体積；28.1dm3 炉 内 圧；0.7m／mAq（正常） 炉内温度； 通気性固体炉内側表面 1200℃ 通気性固体炉外側背面 700℃ 被 加 熱 物 表 面 1000℃ 燃焼負荷；79万Kca／m3Ｈ 上記によつて従来の触媒式ガス反応管用加熱炉
ではフラツトフレームバーナーを用いて加熱して
いたために熱効率が低く、小型化が困難であつた
ものを、燃焼排気ガス温度を下げ、輻射熱で加熱
することにより熱効率を20％高めることが達成さ
れた。
筒形である触媒式ガス反応管用加熱炉に適用する
場合の具体的実施例を掲げると、 燃焼ガス； メタンガス〔燃焼伝播速度（温度50℃） 0.42m／sec〕 供給量； メタンガス2.6Nm3／Ｈ 燃焼用空気24.7Nm3／Ｈ 細管バーナー； 噴射口径1.5m／ｍφ、噴射口間隔35m／ｍ、
Ｙ字状分岐内角120゜ 細管バーナー設置間隔−円周方向を４等分 細管内混合気流速28m／sec 通気性固体； 材質−高アルミナ多孔質耐火物 見掛気孔率80％ 炉内面積0.53m2、厚さ40m／ｍ 燃焼室体積；28.1dm3 炉 内 圧；0.7m／mAq（正常） 炉内温度； 通気性固体炉内側表面 1200℃ 通気性固体炉外側背面 700℃ 被 加 熱 物 表 面 1000℃ 燃焼負荷；79万Kca／m3Ｈ 上記によつて従来の触媒式ガス反応管用加熱炉
ではフラツトフレームバーナーを用いて加熱して
いたために熱効率が低く、小型化が困難であつた
ものを、燃焼排気ガス温度を下げ、輻射熱で加熱
することにより熱効率を20％高めることが達成さ
れた。
以上のように、本考案では、炉壁の内側に、適
度の通気性を有する金属または多孔質耐火物から
なる通気性固体と細管バーナーとを交互に配設
し、前記通気性固体と炉壁との間には燃焼排気ガ
スを排出させる空間を設け、前記細管バーナーは
細管の先端部を分岐してその先端の噴射口を火炎
が被加熱物に直接当らない方向へ拡散させる向き
に形成したことにより、固体輻射による熱伝達率
がガスの対流や輝炎輻射による熱伝達率よりも大
きくなり、熱効率の高い加熱を行なうことがで
き、加熱炉全体を小型に構成することができる。
度の通気性を有する金属または多孔質耐火物から
なる通気性固体と細管バーナーとを交互に配設
し、前記通気性固体と炉壁との間には燃焼排気ガ
スを排出させる空間を設け、前記細管バーナーは
細管の先端部を分岐してその先端の噴射口を火炎
が被加熱物に直接当らない方向へ拡散させる向き
に形成したことにより、固体輻射による熱伝達率
がガスの対流や輝炎輻射による熱伝達率よりも大
きくなり、熱効率の高い加熱を行なうことがで
き、加熱炉全体を小型に構成することができる。
また、従来の細管バーナーのみによる加熱のよ
うに、火炎を被加熱物に直接当てゝ対流による熱
伝達を行なうものとは異なり、輻射熱により被加
熱物を加熱するので、被加熱物に局部的なスケー
ルを生成することがないとともに温度差による不
均一な加熱も生じることがないなどの種々の効果
が得られる。
うに、火炎を被加熱物に直接当てゝ対流による熱
伝達を行なうものとは異なり、輻射熱により被加
熱物を加熱するので、被加熱物に局部的なスケー
ルを生成することがないとともに温度差による不
均一な加熱も生じることがないなどの種々の効果
が得られる。
なお本考案は、加熱炉の炉壁への適用に限ら
ず、鋼片加熱炉の天井部へ適用して鋼片の加熱用
としたり、あるいは取鍋、タンデイツシユ、樋等
の溶融金属容器の内側に設けて内張り耐火物の乾
燥、および昇温用として用いることもできる。
ず、鋼片加熱炉の天井部へ適用して鋼片の加熱用
としたり、あるいは取鍋、タンデイツシユ、樋等
の溶融金属容器の内側に設けて内張り耐火物の乾
燥、および昇温用として用いることもできる。
第１図は本考案を炉壁が平面状をなす加熱炉に
適用した場合の一実施例を示す一部の斜視図、第
２図は同円筒形の加熱炉に適用した場合の一実施
例を示す水平断面図、第３図は同他の実施例を示
す一部の斜視図、第４図は従来の細管バーナー方
式を採用した加熱炉の一部の断面図である。 １…炉壁、４…火炎、５…被加熱物、６…通気
性固体、７…細管バーナー、７Ａ…細管、８…燃
焼排気ガス排出用空間、９…噴射口、１０…煙
道、１１…耐火物層、１２…輻射熱。
適用した場合の一実施例を示す一部の斜視図、第
２図は同円筒形の加熱炉に適用した場合の一実施
例を示す水平断面図、第３図は同他の実施例を示
す一部の斜視図、第４図は従来の細管バーナー方
式を採用した加熱炉の一部の断面図である。 １…炉壁、４…火炎、５…被加熱物、６…通気
性固体、７…細管バーナー、７Ａ…細管、８…燃
焼排気ガス排出用空間、９…噴射口、１０…煙
道、１１…耐火物層、１２…輻射熱。
Claims (1)
- 炉壁１の内側に、適度の通気性を有する金属ま
たは多孔質耐火物からなる通気性固体６と細管バ
ーナー７とを交互に配設し、前記通気性固体６と
炉壁１との間には燃焼排気ガスを排出させる空間
８を設け、前記細管バーナー７は細管７Ａの先端
部を分岐してその先端の噴射口９を火炎が被加熱
物５に直接当らない方向へ拡散させる向きに形成
したことを特徴とする輻射加熱壁構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7475084U JPS60187897U (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 輻射加熱壁構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7475084U JPS60187897U (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 輻射加熱壁構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187897U JPS60187897U (ja) | 1985-12-12 |
| JPS6240318Y2 true JPS6240318Y2 (ja) | 1987-10-15 |
Family
ID=30615329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7475084U Granted JPS60187897U (ja) | 1984-05-22 | 1984-05-22 | 輻射加熱壁構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187897U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4524951B2 (ja) * | 2001-05-09 | 2010-08-18 | 株式会社村田製作所 | 熱処理炉、および熱処理炉のガス供給方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58185713A (ja) * | 1982-04-24 | 1983-10-29 | Daido Steel Co Ltd | 加熱装置 |
-
1984
- 1984-05-22 JP JP7475084U patent/JPS60187897U/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58185713A (ja) * | 1982-04-24 | 1983-10-29 | Daido Steel Co Ltd | 加熱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60187897U (ja) | 1985-12-12 |
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