(57)【要約】【課題】燃焼ガスの排熱回収効率を向上させて、熱効率を向上させることができるラジアントチューブバーナを提供すること。【解決手段】ラジアントチューブバーナ１は、アウターチューブ３の軸方向に連結するように、バーナボディ２の隔壁２２とインナーチューブ４との間に配設した熱交換チューブ５を有している。熱交換チューブ５とインナーチューブ４との間には、第２排気通路８２が形成されており、熱交換チューブ５と隔壁２２との間には、第３排気通路８３が形成されている。熱交換チューブ５の軸方向後端部には、第２排気通路８２と第３排気通路８３とを連通する排気連通間隙５１が設けてある。インナーチューブ４の外周側には、その軸方向後端部の近傍を除いて伝熱フィン４５が複数設けてある。【選択図】図１
2006029638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口及び排気口を配設した筒状のハウジングと、該ハウジングの内周側に配設した筒状の隔壁と、該隔壁の内周側に配設したガスパイプとを備えたバーナボディと、
上記ガスパイプの外周側に配設すると共に上記バーナボディの軸方向に連結したアウターチューブと、
上記ガスパイプと上記隔壁及び上記アウターチューブとの間に配設したインナーチューブとを有し、
上記吸気口より吸気した燃焼用空気を、上記ハウジングと上記隔壁との間に形成した第１吸気通路内を通過させ、上記インナーチューブの一端より、該インナーチューブと上記ガスパイプとの間に形成された第２吸気通路内に流入させて、上記ガスパイプから噴射した燃料と共に燃焼させると共に、該燃焼を行った燃焼ガスを上記インナーチューブの他端より、該インナーチューブと上記アウターチューブとの間に形成した第１排気通路内を通過させて上記排気口に導くよう構成したラジアントチューブバーナにおいて、
上記アウターチューブの軸方向に連結するように、上記隔壁と上記インナーチューブとの間に熱交換チューブを配設し、該熱交換チューブと上記インナーチューブとの間には上記第１排気通路に連通する第２排気通路を形成すると共に、上記熱交換チューブと上記隔壁との間には上記排気口に連通する第３排気通路を形成してなり、
上記熱交換チューブには、上記第２排気通路と上記第３排気通路とを連通する排気連通間隙を形成してなり、該排気連通間隙は、上記熱交換チューブの軸方向後端部において、該熱交換チューブの円周方向における一部に形成してあると共に、上記排気口と反対側の位置に形成してあり、
上記インナーチューブの外周側には、その軸方向後端部の近傍を除いて伝熱フィンを複数設けてなることを特徴とするラジアントチューブバーナ。
【請求項２】
請求項１において、上記ガスパイプの軸方向先端部には、該ガスパイプよりも拡径したガスノズルが形成してあり、
上記インナーチューブにおける上記伝熱フィンの先端は、上記ガスノズルとの対向位置の近くに位置していることを特徴とするラジアントチューブバーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理炉内の雰囲気ガスを燃焼ガスと直接接触させることなく加熱するためのラジアントチューブバーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４〜図６に示すごとく、バーナノズル９２０による燃焼ガス１０２をラジアントチューブ９０の内部を通過させて、上記燃焼ガス１０２と熱処理炉６内の雰囲気ガス１０３とを直接接触させることなく、上記ラジアントチューブ９０の表面からの放射熱で上記熱処理炉６内を加熱するラジアントチューブバーナ９がある。その一例として、アウターチューブ３とインナーチューブ４とを有する２重管構造のラジアントチューブ９０の一端にバーナノズル９２０を有するバーナボディ９２を設けると共に、他端を封鎖して構成したシングルエンドタイプのラジアントチューブバーナ９がある。
【０００３】
このラジアントチューブバーナ９においては、吸気口９２３より吸気した燃焼用空気１０１を、上記バーナボディ９２のハウジング９２１と隔壁９２２との間に形成した第１吸気通路９７１を通過させる。そして、上記燃焼用空気１０１を、上記インナーチューブ９４の一端より流入させて、このインナーチューブ９４の内部と上記バーナノズル９２０との間に形成した第２吸気通路９７２を通過させ、上記バーナノズル９２０から噴射した燃料と共に燃焼させる。
【０００４】
その後、この燃焼を行った燃焼ガス１０２を、上記インナーチューブ９４の他端より、インナーチューブ９４と上記アウターチューブ９３との間に形成した第１排気通路９８１、及びインナーチューブ９４と上記隔壁９２２との間に形成した第２排気通路９８２へと通過させて、排気口９２４より排気させる。
そして、上記燃焼ガス１０２が通過を行う際には、上記第１排気通路９８１及び第２排気通路９８２を流れる燃焼ガス１０２が、上記インナーチューブ９４を伝熱面として、上記インナーチューブ９４内に流入させた燃焼用空気１０１と熱交換を行うことによって、上記燃焼ガス１０２による排熱を回収している。
【０００５】
また、特許文献１のラジアントチューブバーナにおいては、燃焼ガスの排熱回収効率を向上させるために、バーナボディの隔壁とインナーチューブとの間に筒状の熱交換チューブを配設している。そして、熱交換チューブとインナーチューブとの間、及び熱交換チューブと隔壁との間に、それぞれ燃焼ガスを通過させるための排気通路を形成している。
【０００６】
ところで、特許文献１において、燃焼ガスから燃焼用空気への熱伝達は、インナーチューブと隔壁とによって行われている。すなわち、インナーチューブ内を流れる燃焼用空気は、インナーチューブを伝熱面として、第１排気通路及び第２排気通路内を流れる燃焼ガスと熱交換を行い、燃焼ガスによる排熱を回収する。また、上記バーナボディの吸気通路内を流れる燃焼用空気は、隔壁を伝熱面として、上記第３排気通路内を流れる燃焼ガスと熱交換を行い、燃焼ガスによる排熱を回収する。
【０００７】
しかしながら、上記インナーチューブ及び隔壁は、いずれもチューブ形状を有しているのみであり、燃焼ガスの排熱回収効率を一層向上させるためには、上記特許文献１のラジアントチューブバーナによっても十分ではない。
【０００８】
また、特許文献２においては、熱処理炉用ラジアントチューブにおける導入空気予熱用熱交換器に複数のフィンを設けて、熱回収能力を向上させている旨が開示されている。しかしながら、特許文献２は、ラジアントチューブの両端にバーナをそれぞれ配設し、各バーナを交互に燃焼させるリジェネタイプのバーナにフィンを設けることを想定している。すなわち、シングルエンドタイプのラジアントチューブバーナにおいては、燃焼用空気及び燃料の供給と燃焼ガスの排気とを１つのバーナボディにおいて行う必要がある。そのため、特許文献２の技術をシングルエンドタイプのラジアントチューブバーナにそのまま適用することはできず、シングルエンドタイプ特有の工夫が必要とされる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３０７３０１号公報
【特許文献２】特開平７−３０５８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、燃焼ガスの排熱回収効率を向上させて、熱効率を向上させることができるラジアントチューブバーナを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、吸気口及び排気口を配設した筒状のハウジングと、該ハウジングの内周側に配設した筒状の隔壁と、該隔壁の内周側に配設したガスパイプとを備えたバーナボディと、
上記ガスパイプの外周側に配設すると共に上記バーナボディの軸方向に連結したアウターチューブと、
上記ガスパイプと上記隔壁及び上記アウターチューブとの間に配設したインナーチューブとを有し、
上記吸気口より吸気した燃焼用空気を、上記ハウジングと上記隔壁との間に形成した第１吸気通路内を通過させ、上記インナーチューブの一端より、該インナーチューブと上記ガスパイプとの間に形成された第２吸気通路内に流入させて、上記ガスパイプから噴射した燃料と共に燃焼させると共に、該燃焼を行った燃焼ガスを上記インナーチューブの他端より、該インナーチューブと上記アウターチューブとの間に形成した第１排気通路内を通過させて上記排気口に導くよう構成したラジアントチューブバーナにおいて、
上記アウターチューブの軸方向に連結するように、上記隔壁と上記インナーチューブとの間に熱交換チューブを配設し、該熱交換チューブと上記インナーチューブとの間には上記第１排気通路に連通する第２排気通路を形成すると共に、上記熱交換チューブと上記隔壁との間には上記排気口に連通する第３排気通路を形成してなり、
上記熱交換チューブには、上記第２排気通路と上記第３排気通路とを連通する排気連通間隙を形成してなり、該排気連通間隙は、上記熱交換チューブの軸方向後端部において、該熱交換チューブの円周方向における一部に形成してあると共に、上記排気口と反対側の位置に形成してあり、
上記インナーチューブの外周側には、その軸方向後端部の近傍を除いて伝熱フィンを複数設けてなることを特徴とするラジアントチューブバーナにある（請求項１）。
【００１２】
本発明のラジアントチューブバーナは、バーナボディの隔壁とインナーチューブとの間に熱交換チューブを設けて形成されたものであり、燃焼ガスによる排熱を一層効率的に回収するために、インナーチューブの外周側に複数の伝熱フィンを設けてなる。
また、伝熱フィンの形成状態及び熱交換チューブにおける排気連通間隙の形成状態を工夫することにより、上記排熱の更なる回収効率の増加を図っている。
【００１３】
すなわち、排気連通間隙は、熱交換チューブの軸方向後端部に形成されており、伝熱フィンは、インナーチューブの外周側における軸方向後端部の近傍を除いて設けられている。これにより、インナーチューブの外周側における軸方向後端部の近傍には、伝熱フィンが設けられていない燃焼ガス流入空間が形成されている。
また、排気連通間隙は、熱交換チューブの円周方向における一部に形成されており、バーナボディにおける排気口と反対側の位置に形成されている。
【００１４】
以下に、上記燃焼ガスが各排気通路内を通過するときに行われる排熱回収について説明する。
すなわち、上記燃料と燃焼用空気との燃焼による燃焼ガスは、上記第１排気通路、第２排気通路及び第３排気通路内を通過して、上記排気口よりラジアントチューブバーナの外部に排気される。
【００１５】
そして、上記燃焼ガスが第１排気通路及び第２排気通路内を通過するときには、この燃焼ガスは、上記インナーチューブを伝熱面として、インナーチューブ内を流れる燃焼用空気と熱交換を行い、この燃焼用空気の温度を上昇させることができる。このとき、インナーチューブに設けた複数の伝熱フィンにより、燃焼ガスと燃焼用空気との熱交換が一層促進され、燃焼ガスの排熱回収効率を一層向上させることができる。
こうして、１段目の排熱回収として、第１排気通路及び第２排気通路内を流れる燃焼ガスによる排熱を回収することができる。
【００１６】
次いで、上記１段目の排熱回収を行った燃焼ガスは、第２排気通路より上記熱交換チューブに設けた排気連通間隙を介して第３排気通路へと流れる。そして、１段目の排熱回収を行った燃焼ガスが第３排気通路内を通過するときには、この燃焼ガスは、上記隔壁を伝熱面として、上記吸気通路内を流れる燃焼用空気と熱交換を行い、この燃焼用空気の温度を上昇させることができる。
こうして、２段目の排熱回収として、第３排気通路内を流れる燃焼ガスによる排熱を回収することができる。
【００１７】
また、上記１段目及び２段目の排熱回収を行う際に、第２排気通路内を流れる燃焼ガスは、伝熱フィンに沿って流れた後には、伝熱フィンの未形成部分である上記ガス流入空間へ流れ込み、このガス流入空間を利用して、インナーチューブの外周側を回って排気連通間隙へ流れる。そのため、伝熱フィンに沿って第２排気通路内を流れる燃焼ガスは、排気連通間隙を介して第３排気通路へと円滑に流れることができる。
また、排気連通間隙と排気口とは円周方向において互いに反対側の位置に形成されており、排気連通間隙を通過する燃焼ガスが直ちに排気口へ排気されてしまうことを防止することができる。
【００１８】
このように、本発明においては、上記熱交換チューブを設けて、上記第２排気通路及び第３排気通路を形成したことにより、上記第１排気通路から上記排気口に向けて燃焼ガスが流れ難くすることができる。そして、上記ラジアントチューブバーナ内の燃焼ガスの滞留時間を長くした状態で、上記２段階の排熱回収を行うことにより、上記燃焼ガスの排熱回収効率を向上させることができる。
また、本発明においては、上述した複数の伝熱フィンの形成、この伝熱フィンの形成状態及び熱交換チューブにおける排気連通間隙の形成状態の工夫により、排熱回収効率をさらに向上させることができる。
それ故、本発明によれば、燃焼ガスの排熱回収効率を向上させて、ラジアントチューブバーナにおける熱効率を一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明におけるラジアントチューブバーナは、熱処理炉の炉壁に固定して、熱処理炉内の雰囲気ガスを燃焼ガスと接触させることなく加熱するために用いることができる。
そして、上記ラジアントチューブバーナは、熱処理炉内の雰囲気ガスを５００〜１３００℃の温度に加熱する場合に用いることが好ましい。この場合には、上記バーナボディをあまり高温にすることなく、上記高い熱効率を実現することができる。
【００２０】
また、インナーチューブの軸方向後端部は、上記隔壁の軸方向後端部に取り付けることができる。また、上記インナーチューブの外周側において、上記伝熱フィンを設けない軸方向後端部の近傍の範囲は、例えば、インナーチューブの外周側に対向配置された熱交換チューブの軸方向後端から１０〜１００ｍｍの距離の範囲とすることができる。
【００２１】
また、上記ガスパイプの軸方向先端部には、該ガスパイプよりも拡径したガスノズルが形成してあり、上記インナーチューブにおける上記伝熱フィンの先端は、上記ガスノズルとの対向位置の近くに位置していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、インナーチューブを伝熱面として上記１段目の排熱回収を行う際に、第２吸気通路を通過する燃焼用空気が、第１排気通路及び第２排気通路を通過する燃焼ガスと熱交換を行う部分のできるだけ多くに伝熱フィンを設けることができる。そのため、１段目の排熱回収効率を向上させることができる。
【実施例】
【００２２】
以下に、本発明のラジアントチューブバーナにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
図１〜図３に示すごとく、本例のラジアントチューブバーナ１は、アウターチューブ３とインナーチューブ４とを有する２重管構造のラジアントチューブ１０の一端にバーナボディ２を設けると共に、他端を封鎖して構成したシングルエンドタイプのラジアントチューブバーナ１である。
そして、本例のラジアントチューブバーナ１は、バーナボディ２の隔壁２２とインナーチューブ４との間に熱交換チューブ５を設けてなるものであり、燃料１００と燃焼用空気１０１とを燃焼させた後の燃焼ガス１０２による排熱を一層効率的に回収する工夫を行ったものである。
【００２３】
すなわち、図１、図２に示すごとく、上記ラジアントチューブバーナ１は、燃焼用空気１０１の吸気口２３及び燃焼ガス１０２の排気口２４を配設した筒状のハウジング２１と、このハウジング２１の内周側に挿通配設した筒状の隔壁２２と、この隔壁２２の内周側に挿通配設したガスパイプ２０とを備えたバーナボディ２を有する。また、ラジアントチューブバーナ１は、アウターチューブ３とインナーチューブ４とを有する。
アウターチューブ３は、ガスパイプ２０の外周側に被さると共に、バーナボディ２の軸方向に連結されている。また、インナーチューブ４は、ガスパイプ２０の外周側に被さると共に、バーナボディ２の隔壁２２の内周側及びアウターチューブ３の内周側に挿通配設されている。
【００２４】
また、上記ハウジング２１の内周側と隔壁２２の外周側との間には、上記吸気口２３が連通された第１吸気通路７１が形成されており、上記インナーチューブ４の内周側とガスパイプ２０の外周側との間には、第１吸気通路７１に連通する第２吸気通路７２が形成されている。
また、上記インナーチューブ４の外周側とアウターチューブ３の内周側との間には、燃焼ガス１０２を通過させる第１排気通路８１が形成されている。
【００２５】
また、ラジアントチューブバーナ１は、上記排熱回収を促進させるための熱交換チューブ５を有している。この熱交換チューブ５は、アウターチューブ３の軸方向に連結されており、インナーチューブ４の外周側に被さるようにして、隔壁２２の内周側に挿通配設されている。
そして、熱交換チューブ５の配設により、熱交換チューブ５の内周側とインナーチューブ４の外周側との間には、第１排気通路８１に連通する第２排気通路８２が形成されており、熱交換チューブ５の外周側と隔壁２２の内周側との間には、上記排気口２４が連通された第３排気通路８３が形成されている。また、熱交換チューブ５には、第２排気通路８２と第３排気通路８３とを連通する排気連通間隙５１（図３参照）が形成されている。
【００２６】
さらに、熱交換チューブ５には、上記第２排気通路８２と上記第３排気通路８３とを連通する排気連通間隙５１が形成されている。この排気連通間隙５１は、熱交換チューブ５の軸方向後端部において、熱交換チューブ５の円周方向における一部に形成されている。また、排気連通間隙５１は、上記排気口２４とは、円周方向における反対側の位置に形成されている。
そして、インナーチューブ４の外周側には、その軸方向後端部の近傍を除いて伝熱フィン４５が複数設けられている。
なお、本例において、軸方向先端部とは、各部において、燃料１００と燃焼用空気１０１との燃焼による火炎が形成される方向を向く端部のことをいい、軸方向後端部とは、軸方向先端部とは反対側の端部のことをいう。
【００２７】
そして、ラジアントチューブバーナ１は、吸気口２３より吸気した燃焼用空気１０１を、第１吸気通路７１内を通過させ、インナーチューブ４の一端より、第２吸気通路７２内に流入させて、ガスパイプ２０から噴射した燃料１００と共に燃焼させるよう構成されている。また、ラジアントチューブバーナ１は、上記燃焼を行った燃焼ガス１０２を、インナーチューブ４の他端より、第１排気通路８１、第２排気通路８２及び第３排気通路８３内へと順次通過させて、排気口２４より当該ラジアントチューブバーナ１の外部に排気するよう構成されている。
【００２８】
以下に、これを詳説する。
本例においては、図１、図２に示すごとく、上記ラジアントチューブバーナ１は、熱処理炉６内における雰囲気ガス１０３を加熱するために用い、この雰囲気ガス１０３を上記燃焼ガス１０２と直接接触させることなく加熱する。また、本例のラジアントチューブバーナ１は、熱処理炉６内の雰囲気ガス１０３の温度を５００〜１３００℃に加熱する場合に用いる。
また、本例のラジアントチューブ１は、アウターチューブ３及びインナーチューブ４が直線形状を有するストレート形のものである。
また、ガスパイプ２０へ導入する燃料１００は、都市ガス、ＬＰＧの他、各種の気体燃料である。
【００２９】
図１、図２に示すごとく、本例のラジアントチューブバーナ１は、筒状のハウジング２１の内周側に筒状の隔壁２２を挿通配設し、隔壁２２の内周側に熱交換チューブ５を挿通配設してなる。また、ラジアントチューブバーナ１は、隔壁２２の軸方向先端部にアウターチューブ３を連結し、隔壁２２及びアウターチューブ３の内周側にインナーチューブ４を挿通配設してなる。さらに、ラジアントチューブバーナ１は、インナーチューブ４の内周側に後述する整流パイプ２５を挿通配設し、整流パイプ２５の内周側にガスパイプ２０を挿通配設してなる。
【００３０】
上記ラジアントチューブバーナ１は、熱処理炉６の炉壁６１に固定してあり、上記燃料１００と燃焼用空気１０１との燃焼による燃焼ガス１０２は、アウターチューブ３を伝熱面として、熱処理炉６内における雰囲気ガス１０３と熱交換を行い、この雰囲気ガス１０３を加熱する。また、アウターチューブ３は、そのフランジ部３１によって炉壁６１の外壁面６１１に固定されており、バーナボディ２は、その内部に着脱自在に上記熱交換チューブ５を配設した状態で、フランジ部３１を挟持するようにして炉壁６１の外壁面６１１に固定されている。
また、バーナボディ２、隔壁２２、インナーチューブ４、熱交換チューブ５等における軸方向先端部は、熱処理炉６の炉内側の方向に位置しており、軸方向後端部は、軸方向先端部とは反対側の方向に位置している。
【００３１】
図１、図２に示すごとく、本例のハウジング２１には、燃焼用空気１０１を第１吸気通路７１内へ導入するための吸気管２３１が接続されており、上記吸気口２３は、吸気管２３１がハウジング２１に開口する部分として形成されている。
また、本例の隔壁２２には、第３排気通路８３内の燃焼ガス１０２をラジアントチューブバーナ１の外部へ排気するための排気管２４１が接続されており、上記排気口２４は、排気管２４１が隔壁２２に開口する部分として形成されている。
【００３２】
そして、吸気管２３１のハウジング２１への接続部分及び排気管２４１の隔壁２２への接続部分は、吸気管２３１又は排気管２４１のいずれか一方を他方の内周側に配設してなる２重管構造を有している。本例では、吸気管２３１のハウジング２１への接続部分は、排気管２４１の隔壁２２への接続部分の内周側に配設されている。このような２重管構造により、吸気管２３１と排気管２４１との間でも、燃焼用空気１０１と燃焼ガス１０２との熱交換を効果的に行うことができる。
また、上記吸気管２３１のハウジング２１への接続部分（吸気口２３の位置）及び排気管２４１の隔壁２２への接続部分（排気口２４の位置）は、上記バーナボディ２における炉壁６１に近い部位（バーナボディ２の軸方向先端部）に形成されている。
【００３３】
図１、図３に示すごとく、本例の排気連通間隙５１は、熱交換チューブ５の軸方向後端部と、バーナボディ２におけるインナーチューブ４の固定部位（隔壁２２の軸方向後端部）との間に形成されている。そして、本例の排気連通間隙５１は、熱交換チューブ５の軸方向後端面５１１を、熱交換チューブ５の軸方向に対して傾斜する傾斜端面５１１とすることにより形成されている。
また、本例では、熱交換チューブ５の傾斜端面５１１により形成された排気連通間隙５１の軸方向間隙幅が最も大きな部分を、バーナボディ２の円周方向において、上記排気管２４１の隔壁２２への接続部分（排気口２４の位置）と最も離れた位置（円周方向に略１８０°離れた位置）に配置している。
こうして、排気連通間隙５１と排気口２４とは、バーナボディ２の軸方向及び円周方向のいずれの方向においても、互いに最も離れた位置に形成されている。
【００３４】
また、上記バーナボディ２における隔壁２２は、上記ハウジング２１の軸方向先端部から形成されている。そして、上記第１吸気通路７１は、ハウジング２１の軸方向後端部において上記第２吸気通路７２と連通されている。
また、インナーチューブ４は、そのフランジ部４１が、隔壁２２の軸方向後端部に取り付けられており、ガスパイプ２０は、ハウジング２１の軸方向後端部に固定されている。
【００３５】
また、図１に示すごとく、上記ガスパイプ２０の先端部には、このガスパイプ２０よりも拡径させたガスノズル２０１が形成されている。また、ガスパイプ２０の内周側には、燃料１００と燃焼用空気１０１との混合気を着火させるためのイグニッションロッド２０２が配設されている。
また、上記ガスパイプ２０の外周側には、このガスパイプ２０に被さるようにして、整流パイプ２５が配設されており、本例の第２吸気通路７２は、整流パイプ２５の外周側とインナーチューブ４の内周側との間に形成されている。
【００３６】
また、整流パイプ２５は、ハウジング２１の軸方向後端部に固定されている。そして、整流パイプ２５の配設により、第２吸気通路７２における通路断面積を縮小させている。具体的には、第２吸気通路７２における最小通路断面積をＤ１とし、上記吸気口２３における最小開口断面積をＤ２としたとき、Ｄ１はＤ２の０．５〜１．１倍の大きさを有している。
【００３７】
図１、図３に示すごとく、本例のインナーチューブ４における複数の伝熱フィン４５は、軸方向後端部の近傍を除き、軸方向後端部の近傍からガスノズル２０１との対向位置まで形成されている。また、伝熱フィン４５の軸方向後端は、インナーチューブ４の外周側において、これに対向する熱交換チューブ５の軸方向後端から所定距離Ｘ（本例では１０〜５０ｍｍ）先端側に離れた箇所に位置している。これにより、インナーチューブ４の外周側における軸方向後端部の近傍には、伝熱フィン４５が設けられていないことによるガス流入空間４６が形成されている。また、伝熱フィン４５の軸方向先端は、熱交換チューブ５の軸方向先端よりも先端側に位置しており、本例では、ガスノズル２０１との対向位置に位置している。
【００３８】
また、上記アウターチューブ３は、セラミックス材料からなり、上記ハウジング２１、隔壁２２、ガスパイプ２０、インナーチューブ４、熱交換チューブ５、整流パイプ２５は、金属材料からなる。
そして、インナーチューブ４における複数の伝熱フィン４５は、鋳造品として、インナーチューブ４と一体形成されたものである。また、複数の伝熱フィン４５は、バーナボディ２の軸方向に向けて長尺形成した複数のプレート状突起４５からなる。
なお、アウターチューブ３は、金属材料から形成することもでき、インナーチューブ４及び複数の伝熱フィン４５は、セラミックス材料から一体形成することもできる。
【００３９】
以下に、上記ラジアントチューブバーナ１による加熱、及び上記燃焼ガス１０２が各排気通路８１、８２、８３を通過するときに行われる排熱回収について説明する。
図１、図２に示すごとく、まず、上記吸気口２３より燃焼用空気１０１をバーナボディ２内に吸気し、この燃焼用空気１０１を上記第１吸気通路７１及び第２吸気通路７２を通過させる。そして、ガスパイプ２０におけるガスノズル２０１から噴射された燃料１００と、インナーチューブ４内を流れる燃焼用空気１０１との混合気が、上記イグニッションロッド２０２により着火され、火炎を形成して燃焼する。
【００４０】
そして、この燃焼を行った燃焼ガス１０２は、上記熱処理炉６の炉内側へ向かってインナーチューブ４内を流れ、アウターチューブ３の先端部３２に衝突した後は、上記第１排気通路８１へと流れる。
こうして、燃焼ガス１０２は、アウターチューブ３を伝熱面として、熱処理炉６内における雰囲気ガス１０３と熱交換を行い、この雰囲気ガス１０３を加熱する。
【００４１】
次いで、上記燃焼ガス１０２は、第１排気通路８１から第２排気通路８２へと流れる。このとき、第１排気通路８１及び第２排気通路８２内を通過する燃焼ガス１０２は、インナーチューブ４を伝熱面として、インナーチューブ４内に形成された第２吸気通路７２内を流れる燃焼用空気１０１と熱交換を行い、この燃焼用空気１０１の温度を上昇させることができる（図２参照）。このとき、インナーチューブ４に設けた複数の伝熱フィン４５により、燃焼ガス１０２と燃焼用空気１０１との熱交換が一層促進され、燃焼ガス１０２の排熱回収効率を一層向上させることができる。
こうして、１段目の排熱回収として、上記第１排気通路８１及び第２排気通路８２を流れる燃焼ガス１０２による排熱を回収することができる。
【００４２】
また、上記のごとく、複数の伝熱フィン４５は、インナーチューブ４の外周側においてガスノズル２０１との対向位置まで形成されており、第２吸気通路７２を通過する燃焼用空気１０１と、第１排気通路８１及び第２排気通路８２を通過する燃焼ガス１０２とが熱交換を行う距離をできるだけ長くすることができる。また、上記のごとく、ガスパイプ２０の外周側には整流パイプ２５が配設されていることにより、第２吸気通路７２における通路断面積が縮小されている。そのため、これらの工夫により、１段目の排熱回収を一層効果的に行うことができる。
【００４３】
次いで、上記１段目の排熱回収を行った燃焼ガス１０２は、第２排気通路８２より熱交換チューブ５に設けた排気連通間隙５１を介して第３排気通路８３へと流れる。
そして、１段目の排熱回収を行った燃焼ガス１０２が第３排気通路８３内を通過するときには、この燃焼ガス１０２は、上記バーナボディ２の隔壁２２を伝熱面として、上記第１吸気通路７１を流れる燃焼用空気１０１と熱交換を行い、この燃焼用空気１０１の温度を上昇させることができる（図２参照）。こうして、２段目の排熱回収として、第３排気通路８３を流れる燃焼ガス１０２による排熱を回収することができる。
そして、その後、２段目の排熱回収を行った燃焼ガス１０２は、上記排気口２４より上記ラジアントチューブバーナ１の外部に排気される。
【００４４】
また、上記１段目及び２段目の排熱回収を行う際に、第２排気通路８２内を流れる燃焼ガス１０２は、伝熱フィン４５に沿って流れた後には、伝熱フィン４５の未形成部分であるガス流入空間４６へ流れ込み、このガス流入空間４６を利用して、インナーチューブ４の外周側を回って排気連通間隙５１へ流れる。そのため、伝熱フィン４５に沿って第２排気通路８２内を流れる燃焼ガス１０２は、ガス流入空間４６へ流入した後には、直ちに排気連通間隙５１を介して第３排気通路８３へと流れることができる。
【００４５】
これにより、第２排気通路８２内において、燃焼ガス１０２が必要以上に滞留してしまうことを防止することができ、１段目及び２段目の排熱回収を効果的に行うことができる。また、排気連通間隙５１と排気口２４とは円周方向において互いに反対側の位置に形成されており、排気連通間隙５１を通過する燃焼ガス１０２が直ちに排気口２４へ排気されてしまうことを防止することができる。
【００４６】
このように、本例においては、上記熱交換チューブ５を設けて、上記第２排気通路８２及び第３排気通路８３を形成したことにより、上記第１排気通路８１から上記排気口２４に向けて上記燃焼ガス１０２が流れ難くすることができる。そして、上記ラジアントチューブバーナ１内の燃焼ガス１０２の滞留時間を長くした状態で、上記２段階の排熱回収を行うことにより、上記燃焼ガス１０２の排熱回収効率を向上させることができる。
また、本例においては、上述した複数の伝熱フィン４５の形成、この伝熱フィン４５の形成状態及び熱交換チューブ５における排気連通間隙５１の形成状態の工夫により、排熱回収効率をさらに向上させることができる。
それ故、本例によれば、燃焼ガス１０２の排熱回収効率を向上させて、ラジアントチューブバーナ１における熱効率を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例における、ラジアントチューブバーナを示す断面説明図。
【図２】実施例における、ラジアントチューブバーナを示す図で、図１におけるＡ−Ａ矢視断面説明図。
【図３】実施例における、熱交換チューブにおける排気連通間隙の周辺を示す断面説明図。
【図４】従来例における、ラジアントチューブバーナを示す断面説明図。
【図５】従来例における、ラジアントチューブバーナを示す図で、図４におけるＡ−Ａ矢視断面説明図。
【図６】従来例における、ラジアントチューブバーナを示す図で、図４におけるＢ−Ｂ矢視断面説明図。
【符号の説明】
【００４８】
１  ラジアントチューブバーナ
１００  燃料
１０１  燃焼用空気
１０２  燃焼ガス
１０３  雰囲気ガス
２  バーナボディ
２０  ガスパイプ
２０１  ガスノズル
２１  ハウジング
２２  隔壁
２３  吸気口
２４  排気口
３  アウターチューブ
４  インナーチューブ
４５  伝熱フィン
５  熱交換チューブ
５１  排気連通間隙
６  熱処理炉
７１  第１吸気通路
７２  第２吸気通路
８１  第１排気通路
８２  第２排気通路
８３  第３排気通路
【図１】
2006029638.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006029638.tif 000005
【図４】
2006029638.tif 000006
【図５】
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【図６】
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