(57)【要約】【課題】金属製ラジアントチューブの寿命低下を簡易な構造で防止できる。【解決手段】ラジアントチューブ１の一端にバーナ体２を設けてその火炎を当該チューブ１内に封入し、加熱されたラジアントチューブ１の外表面からの輻射熱で加熱を行うラジアントチューブバーナであって、ラジアントチューブ１を金属製として、当該ラジアントチューブ１の内空間に臨むバーナ体２の先端２１近くからバーナ火炎の外周を囲むようにラジアントチューブ１内にセラミック製の筒状の保護管３を配設して、バーナ火炎の輻射熱を遮蔽する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体の一端にバーナ体を設けてその火炎を当該管体内に封入し、加熱された前記管体の外表面からの輻射熱で加熱を行うラジアントチューブバーナであって、前記管体を金属製として、当該管体の内空間に臨む前記バーナ体の先端近くからバーナ火炎の外周を囲むように前記管体内にセラミック製の筒状の保護管を配設して、前記バーナ火炎の輻射熱を遮蔽したことを特徴とするラジアントチューブバーナ。
【請求項２】
前記保護管の下側面に所定高の脚部を突出形成して、前記保護管を前記管体内へ挿入した状態で前記管体の内周面上に前記脚部によって前記保護管が支持されるようにした請求項１に記載の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】
本発明はラジアントチューブバーナに関し、特に金属製ラジアントチューブの寿命低下を防止したラジアントチューブバーナの構造改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱処理炉等ではバーナ体の燃焼ガスを直接炉内へ放出すると被処理物の熱処理に悪影響を及ぼす場合があり、このような場合にラジアントチューブバーナが使用される。このラジアントチューブバーナは、管体であるラジアントチューブ内でガスを燃焼させて当該チューブの外表面からの輻射熱で被処理物を加熱するものである。ラジアントチューブの形状は直管型以外に、高効率で伝熱量を大きくできるＵ字型やＷ字型のものが使用されるが、これらＵ字型やＷ字型のチューブは成形上の容易さから一般に鋼管や鋳鉄管が使用されている。
【０００３】
ところが金属製のラジアントチューブはバーナ火炎からの１０００℃以上の高温輻射熱に晒されると変形して亀裂等を生じ寿命が低下する。そこで、特許文献１ではバーナ火炎の高温輻射熱に晒されるラジアントチューブの内壁にセラミックを溶射して断熱層を形成したものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３１１１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、セラミックの溶射は設備コストや作業の手間を要するという問題があった。  
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、金属製ラジアントチューブ（管体）の寿命低下を簡易な構造で防止できるラジアントチューブバーナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、管体（１）の一端にバーナ体（２）を設けてその火炎を当該管体（１）内に封入し、加熱された管体（１）の外表面からの輻射熱で加熱を行うラジアントチューブバーナであって、前記管体（１）を金属製として、当該管体（１）の内空間に臨む前記バーナ体（２）の先端（２１）近くからバーナ火炎の外周を囲むように前記管体（１）内にセラミック製の筒状の保護管（３）を配設して、前記バーナ火炎の輻射熱を遮蔽する。
【０００７】
本第１発明において、バーナ体が燃焼するとその先端から火炎が生じ、先端近くからその前方へ一定距離の間は火炎温度が１０００℃以上の高温部になる。この高温部の火炎の輻射熱はその周囲外方に位置する保護管によって遮蔽されて管体の周壁への直接入射が防止される。これにより、金属製管体の変形や亀裂等の発生が防止されてその寿命が延びる。本第１発明によれば、セラミックの溶射が不要であるから、設備コストや作業の手間を要さず、管体の寿命低下を簡易に防止することができる。
【０００８】
本第２発明では、前記保護管（３）の下側面に所定高の脚部（３１，３２）を突出形成して、前記保護管（３）を前記管体（１）内へ挿入した状態で前記管体（１）の内周面上に前記脚部（３１，３２）によって保護管（３）が支持されるようにする。
【０００９】
本第２発明においては、管体の開口から保護管をその脚部を下方にして管体内へ挿入するだけで、保護管は管体内周面上の、保護管の筒軸がバーナ体の筒軸とほぼ一致する高さに脚部によって支持される。これによれば、管体内への保護管の設置の手間が大きく軽減される。
【００１０】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明のラジアントチューブバーナによれば、管体の寿命低下を簡易な構造で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態における、保護管を設置したラジアントチューブバーナの全体側面図である。
【図２】保護管の側面図である。
【図３】保護管の正面図である。
【図４】ラジアントチューブバーナの保護管設置部の縦断面図で、図５のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】ラジアントチューブバーナの保護管設置部の横断面図で、図４のV−V線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における、保護管の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
(第１実施形態)
図１には本発明のラジアントチューブバーナの一例を示す。図１において、ラジアントチューブ１はＵ字型に成型された鋳鉄製の円管体で、公知の構造によって図１に示す水平姿勢で炉壁に装着される。ラジアントチューブ１の一端開口１１にはバーナ体２がフランジ結合されており、バーナ体２の先端２１はラジアントチューブ１の一方の直線部１２内に進入させてある。また、ラジアントチューブ１の他端開口１３は図略の排気管に連結される。ラジアントチューブ１の基端から先端までの長さＬの一例は２８００ｍｍ程度で、バーナ体２の上記チューブ１内への進入寸法ｌの一例は６００ｍｍ程度である。
【００１４】
バーナ体２が燃焼すると、その先端からの火炎の輻射熱によってラジアントチューブ１が加熱され、赤熱したラジアントチューブ１の外表面からの輻射熱によって炉内の被処理物が加熱される。燃焼後の排ガスはラジアントチューブ１の他端開口１３から排気される。
【００１５】
ここで、上記ラジアントチューブ１の上記直線部１２内には、バーナ体２の先端近くから一定長ｍで延びる保護管３が配設されている。保護管３の詳細を図２、図３に示す。保護管３はセラミック材を焼結して成形された円筒体で、その外径はラジアントチューブ１の内径よりも小さく、その内径はバーナ体２の燃焼時にその先端２１から延びる火炎を周囲外方から覆うに十分な大きさとしてある。
【００１６】
上記保護管３の長さｍはバーナ体２の火炎高温部（例えば１０００℃以上）を覆うことができる長さ（例えば３００ｍｍ）としてある。保護管３には下側面の前後左右の四か所に下方へ突出する突起状の脚部３１が形成されている。なお、保護管３のセラミック材としては好ましくはＳｉＣを使用する。
【００１７】
このような保護管３をラジアントチューブ１内に設置する場合には、当該チューブ１の一端開口１１にバーナ体２が結合されていない状態で、当該開口１１から保護管３をその脚部３１を下方にして上記チューブ１内へ挿入する（図４、図５）。鋳鉄製のラジアントチューブ１には内周面に凹凸があるから（図示略）、所定位置まで保護管３を押し入れるだけで、四本の脚部３１が上記凹凸に倣って位置して保護管３がラジアントチューブ１の内周面上の、保護管３の筒軸がバーナ体２の筒軸とほぼ一致する高さで支持され、同時に、筒軸方向への移動も規制される。
【００１８】
このような構造において、バーナ体２が燃焼するとその先端２１から火炎が生じ、先端２１近くからその前方へ一定距離の間は火炎温度が１０００℃以上の高温部になる。ここにおいて、高温部の火炎輻射熱はその周囲外方に位置する保護管３によって遮蔽されてラジアントチューブ１の周壁への直接入射が防止される。これにより、ラジアントチューブ１の変形や亀裂等の発生が防止されてその寿命が延長される。発明者の実験では保護管３が無い場合に比して寿命が１．５倍程度に延びる。
【００１９】
特に保護管３の材料としてＳｉＣを使用すると、これ自体が高輻射材であるから、極端なヒートスポットの発生が防止されてラジアントチューブ１の損傷が効果的に回避されるとともに、ラジアントチューブ１への熱伝達は阻害されないという効果を得ることができる。
【００２０】
（第２実施形態）
ラジアントチューブ１の内周面が平滑面となっている場合には、図６に示すように、保護管３の下側面左右位置に、筒軸方向へ延びる一定高の壁状の脚部３２を一対形成するようにすると、保護管３の支持がより安定する。
【符号の説明】
【００２１】
１…ラジアントチューブ（管体）、２…バーナ体、２１…先端、３…保護管、３１，３２…脚部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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