(57)【要約】【課題】低ＮＯｘ化とラジアントチューブの長寿命化の両立を図ることのできるラジアントチューブ式加熱装置を提供する。【解決手段】炉１の炉壁１ａに配設されたラジアントチューブ３の開放端に管状火炎バーナ２が装着されている。そして、管状火炎バーナ２は、燃焼室１０の先端１０ａがラジアントチューブ３に向けて開放されており、燃焼室１０の後端１０ｂの近傍に、燃料ガスを吹き込むノズルと酸素含有ガスを吹き込むノズルが取り付けられている。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が開放された管状の燃焼室と、ノズル噴射口が前記燃焼室の内面に開口し、燃料と酸素含有ガスを別々にあるいは予混合して吹き込むノズルを備え、各ノズルの噴射方向が燃焼室内周面の接線方向とほぼ一致している管状火炎バーナを、ラジアントチューブの開口端に装着していることを特徴とするラジアントチューブ式加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続焼鈍炉等の炉内に設置される、ラジアントチューブの開口端にバーナを有するラジアントチューブ式加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼帯の光輝焼鈍等の被加熱物の表面を酸化させない加熱に用いられる加熱装置としては、従来から、ラジアントチューブの開口端にバーナが装着されているラジアントチューブ式加熱装置が用いられている。
【０００３】
ラジアントチューブ式加熱装置は、開口端に装着されているバーナの燃焼火炎によりラジアントチューブが加熱されて赤熱状態になり、熱エネルギーを放射して炉内の被加熱物を加熱するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のラジアントチューブ式加熱装置では、低ＮＯｘ化のため、バーナの燃料ガスノズルあるいは酸素含有ガスノズルを、バーナの軸心に対して偏心させて取り付けており、それによる自己排ガス再循環作用を利用して、低ＮＯｘ化を実現させている。
【０００５】
しかし、そのために、上記の従来技術においては、以下のような問題が生じている。
【０００６】
すなわち、従来技術では、火炎が軸心に対して偏心して形成されることから、周方向に温度差ができるため、ラジアントチューブのバーナ近傍部分が偏熱により過加熱され、ラジアントチューブが短期間で変形・破損するという問題である。
【０００７】
そして、その偏熱を防止すべく、燃料ガスノズル及び酸素含有ガスノズルを軸心と同軸に設置すると、ＮＯｘ濃度が高くなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、低ＮＯｘ化とラジアントチューブの長寿命化の両立を図ることのできるラジアントチューブ式加熱装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１０】
［１］先端が開放された管状の燃焼室と、ノズル噴射口が前記燃焼室の内面に開口し、燃料と酸素含有ガスを別々にあるいは予混合して吹き込むノズルを備え、各ノズルの噴射方向が燃焼室内周面の接線方向とほぼ一致している管状火炎バーナを、ラジアントチューブの開口端に装着していることを特徴とするラジアントチューブ式加熱装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１、図２に示す。図１は、この実施形態に係るラジアントチューブ式加熱装置の側面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視の断面図である。
【００１２】
図１に示すように、この実施形態に係るラジアントチューブ式加熱装置は、炉１の炉壁１ａに配設されたＷ字型のラジアントチューブ３と、ラジアントチューブ３の一方の開放端に装着された管状火炎バーナ２によって構成されている。
【００１３】
管状火炎バーナ２は、特開平１１−２８１０１５号公報に記載されているものと基本的に同じ構造で管状の燃焼室１０を有しており、燃焼室１０の先端１０ａがラジアントチューブ３に向けて開放されている。そして、燃焼室１０の後端１０ｂの近傍に、燃焼室１０へ燃料ガスを吹き込むノズルと酸素含有ガスを吹き込むノズルが取り付けられている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、燃焼室１０へのノズル噴射口として管軸方向に沿った細長いスリット１２が燃焼室１０の同一管周上の４個所に形成されており、それぞれのスリット１２に管軸方向に細長い偏平形状のノズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが接続されている。それぞれのノズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの噴射方向は、燃焼室１０の内周面の接線方向でかつ同一回転方向になるように設けられている。それら４個のノズルの内、ノズル１１ａとノズル１１ｃの２個は燃料ガス吹き込みノズルであり、ノズル１１ｂとノズル１１ｄの２個は酸素含有ガス吹き込みノズルである。
【００１５】
燃料ガス吹き込みノズル１１ａ、１１ｃからは燃料ガスが燃焼室１０の内周面の接線方向に向かって高速で吹き込まれ、酸素含有ガス吹き込みノズル１１ｂ、１１ｄからは酸素含有ガスが燃焼室１０の内周面の接線方向に向かって高速で吹き込まれ、燃焼室１０の内周面に近い領域で燃料ガスと酸素含有ガスが効率良く混合されながら旋回流が形成されるようになっている。その旋回流となった混合ガスに点火プラグ又はパイロットバーナ等の点火装置（図示せず）によって点火すると、燃焼室１０内に管状の火炎が生成される。その管状の火炎となった燃焼ガスは燃焼室１０の先端１０ａからラジアントチューブ３内に噴出する。
【００１６】
なお、上記の酸素含有ガスは、空気、酸素、酸素富化空気、酸素・排ガス混合ガスなど燃焼用の酸素を供給するガスを指している。
【００１７】
ラジアントチューブ３は、通常、耐熱鋳鋼製で、Ｗ字型の形状をしており、一方の開放端に装着された管状火炎バーナ２の先端１０ａから噴出した燃焼火炎の燃焼エネルギーで赤熱化し、表面から熱エネルギーを放出して、炉１内の被加熱物を放射加熱する。そして、もう一方の開放端から燃焼排ガスを炉外に排出する。
【００１８】
上記のように構成されたラジアントチューブ式加熱装置においては、管状火炎バーナ２によって強い旋回力を得た燃焼ガスが、ラジアントチューブ３の内部で、管状の火炎を形成しながら燃焼するため、ラジアントチューブ３に軸対称の温度分布が得られる。その結果、ラジアントチューブ３の周方向の偏熱が防止され、ラジアントチューブ３の寿命を延ばすことができる。
【００１９】
また、管状の火炎はラジアントチューブ３内で長手方向に伸長されるため、部分的に火炎温度が高くなる可能性が少なく、低ＮＯｘ化が実現される。
【００２０】
このように、この実施形態に係るラジアントチューブ式加熱装置においては、ラジアントチューブに管状火炎バーナを装着したことにより、ラジアントチューブの長寿命化と低ＮＯｘ化の両立を図ることができるようになった。
【００２１】
なお、この実施形態では、Ｗ字型のラジアントチューブを用いているが、Ｕ字型等の他の形式のラジアントチューブを用いても良いことはいうまでもない。
【００２２】
また、この実施形態では、燃料ガス吹き込みノズル及び酸素含有ガス吹き込みノズルを、噴射方向が燃焼室内周面の接線方向に一致するように設けているが、必ずしも燃焼室内周面の接線方向に一致する必要はなく、燃焼室にガスの旋回流を形成できる程度に、噴射方向が燃焼室内周面の接線方向から外れていても良い。
【００２３】
また、この実施形態では、燃焼室への噴射口として管軸方向に沿ってスリットを設け、そのスリットに偏平形状の燃料ガス吹き込みノズル及び酸素含有ガス吹き込みノズルを接続しているが、燃焼室への噴射口として複数の小孔を管軸方向に配し、その小孔列に燃料ガスあるいは酸素含有ガスを吹き込むためのノズルを接続するようにしても良い。
【００２４】
また、この実施形態では、燃料ガスを吹き込んでいるが、液体燃料を吹き込んでも良い。液体燃料としては、灯油、軽油、アルコール、Ａ重油等の比較的低い温度で気化するものが好適である。
【００２５】
また、この実施形態では、燃料ガスと酸素含有ガスを別々に吹き込んでいるが、燃料ガスと酸素含有ガスを予混合して吹き込んでも良い。
【００２６】
【発明の効果】
本発明においては、管状の火炎を形成する管状火炎バーナをラジアントチューブに装着したので、ラジアントチューブ内に軸対称の温度分布が得られ、ラジアントチューブの寿命を延ばすことができるとともに、ラジアントチューブ内に管状の火炎が伸長されるため、部分的に火炎温度が高くなる可能性が少なく、低ＮＯｘ化が実現される。これによって、ラジアントチューブの長寿命化と低ＮＯｘ化の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るラジアントチューブ式加熱装置の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１　炉
１ａ　炉壁
２　管状火炎バーナ
３　ラジアントチューブ
１０　燃焼室
１０ａ　燃焼室の先端
１０ｂ　燃焼室の後端
１１ａ、１１ｃ　燃料ガス吹き込みノズル
１１ｂ、１１ｄ　酸素含有ガス吹き込みノズル
１２　スリット
【図１】
2004077012.tif 000003
【図２】
2004077012.tif 000004