(57)【要約】      （修正有）【課題】２つの蓄熱部を用いるラジアントチューブバーナにおいて、排ガス及び燃焼用空気の配管系統を１系統として小型化するとともに、２つの蓄熱部に排ガス及び燃焼用空気のいずれを通すかを容易に切り替えられるようにする。【解決手段】円筒状の内部空間を有する蓄熱体保持器８と、仕切り壁１１の両側に蓄熱体１２、１３を設けた回転式蓄熱部と、回転式蓄熱部を回動させるロータリーアクチュエータ２５を備え、蓄熱体保持器８に回転式蓄熱部を挿入すると、内部空間が２つの分割空間に仕切られ、一方の分割空間には燃焼用空気を供給する燃焼用空気配管５及びバーナに燃焼用空気を供給する給気口４が連通し、他方の分割空間には排気口６及び排ガスを排出する排ガス配管７が連通するラジアントチューブバーナ１。【選択図】図１
2016038161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアントチューブの一端側に設置したバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給する給気口と、燃焼用空気を供給する燃焼用空気配管と、前記ラジアントチューブの他端側に設置した排気口と、排ガスを排出する排ガス配管を有するラジアントチューブバーナであって、
円筒状の内部空間を有する蓄熱体保持器と、前記内部空間の直径と同じ幅の仕切り壁を有し該仕切り壁の両側に蓄熱体を設けた回転式蓄熱部と、該回転式蓄熱部を前記内部空間に挿入した状態で前記内部空間の中心線を通る回転軸の回りに回動させる回動機構を備え、
前記蓄熱体保持器は、前記回転式蓄熱部を挿入すると、前記仕切り壁によって前記内部空間が２つの分割空間に仕切られるとともに、一方の分割空間の一端部近傍に前記燃焼用空気配管と前記一方の分割空間とを連通させる燃焼用空気導入口、前記一方の分割空間の他端部近傍に前記一方の分割空間と前記給気口とを連通させる燃焼用空気導出口、他方の分割空間の一端部近傍に前記排気口と前記他方の分割空間とを連通させる排ガス導入口、及び前記他方の分割空間の他端部近傍に前記他方の分割空間と前記排ガス配管とを連通させる排ガス導出口を有している
ことを特徴とするラジアントチューブバーナ。
【請求項２】
前記蓄熱体保持器は、円筒状の内壁の対向する位置に長手方向に延びる２本の凸条を有している
ことを特徴とする請求項１に記載のラジアントチューブバーナ。
【請求項３】
前記回動機構は、ロータリーアクチュエータである
ことを特徴とする請求項１又は２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、炉設備用ラジアントチューブバーナに関するものであり、特に、２つの蓄熱部を用いて１台のバーナで従来の２バーナタイプのラジアントチューブバーナを実現するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１（国際公開２０１０／００４９６９号パンフレット）及び図３及び４に記載されているように、固定蓄熱部（１９）、（２１）を外部に２台設け、一方の蓄熱部には燃焼用空気を流して排熱回収し、他方の蓄熱部には排ガスを通して蓄熱し、それぞれの蓄熱部が、放熱・蓄熱したところで２つの弁（３１）、（３３）を切り替えるラジアントチューブバーナが提案されている。
【０００３】
しかし、このラジアントチューブバーナは、固定蓄熱部（１９）、（２１）を外部に２台設けているため、従来の設置スペースに収まらず、装置が大型化してしまうという問題がある。
また、固定蓄熱部（１９）、（２１）に排ガス及び燃焼用空気のいずれを通すかを切り替えるには２つの弁（３１）、（３３）を操作する必要があるので、切り替え作業が煩雑となり、駆動装置等によって弁の切り替えを制御する場合にはその制御機構が複雑になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１０／００４９６９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は上記の問題点を解決し、２つの蓄熱部を用いるラジアントチューブバーナにおいて、排ガス及び燃焼用空気の配管系統を１系統として小型化するとともに、２つの蓄熱部に排ガス及び燃焼用空気のいずれを通すかを容易に切り替えられるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明のラジアントチューブバーナは、ラジアントチューブの一端側に設置したバーナと、該バーナに燃焼用空気を供給する給気口と、燃焼用空気を供給する燃焼用空気配管と、前記ラジアントチューブの他端側に設置した排気口と、排ガスを排出する排ガス配管を有するラジアントチューブバーナであって、円筒状の内部空間を有する蓄熱体保持器と、前記内部空間の直径と同じ幅の仕切り壁を有し該仕切り壁の両側に蓄熱体を設けた回転式蓄熱部と、該回転式蓄熱部を前記内部空間に挿入した状態で前記内部空間の中心線を通る回転軸の回りに回動させる回動機構を備え、前記蓄熱体保持器は、前記回転式蓄熱部を挿入すると、前記仕切り壁によって前記内部空間が２つの分割空間に仕切られるとともに、一方の分割空間の一端部近傍に前記燃焼用空気配管と前記一方の分割空間とを連通させる燃焼用空気導入口、前記一方の分割空間の他端部近傍に前記一方の分割空間と前記給気口とを連通させる燃焼用空気導出口、他方の分割空間の一端部近傍に前記排気口と前記他方の分割空間とを連通させる排ガス導入口、及び前記他方の分割空間の他端部近傍に前記他方の分割空間と前記排ガス配管とを連通させる排ガス導出口を有していることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明のラジアントチューブバーナは、請求項１に記載のラジアントチューブバーナにおいて、前記蓄熱体保持器は、円筒状の内壁の対向する位置に長手方向に延びる２本の凸条を有していることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明のラジアントチューブバーナは、請求項１又は２に記載のラジアントチューブバーナにおいて、前記回動機構がロータリーアクチュエータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明のラジアントチューブバーナによれば、円筒状の内部空間を有する蓄熱体保持器と、内部空間の直径と同じ幅の仕切り壁を有しその両側に蓄熱体を設けた回転式蓄熱部と、回転式蓄熱部を内部空間に挿入した状態で回転軸の回りに回動させる回動機構を備えており、蓄熱体保持器は、回転式蓄熱部を挿入すると、仕切り壁によって内部空間が２つの分割空間に仕切られ、一方の分割空間には燃焼用空気を供給する燃焼用空気配管及びバーナに燃焼用空気を供給する給気口が連通するとともに、他方の分割空間には排気口及び排ガスを排出する排ガス配管が連通する。
そのため、２つの蓄熱体のうち一方の分割空間側にある蓄熱体には燃焼用空気が流れ排熱回収して熱された燃焼用空気が給気口からバーナに供給され、他方の分割空間側にある蓄熱体には排ガスが流れて蓄熱が行われる。
【００１０】
そして、それぞれの蓄熱体が放熱・蓄熱した時には、回動機構によって回転式蓄熱部を回転軸の回りに１８０度回転させるだけで、それまで一方の分割空間側にあった蓄熱体を他方の分割空間側に、他方の分割空間側にあった蓄熱体を一方の分割空間側に位置させることができるので、切り替え操作を容易に行うことができる。
また、蓄熱体保持器が１つで済むため、小型化可能であり、従来の設置スペースに収めることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明のラジアントチューブバーナによれば、請求項１に係る発明による効果に加えて、蓄熱体保持器は、円筒状の内壁の対向する位置に長手方向に延びる２本の凸条を有しているので、仕切り壁の両側部と２本の凸条を密着させることで、２つの分割空間を密閉することができる。
また、回転式蓄熱部を１８０度回転させる際には、仕切り壁の両側部が２本の凸条にぶつかるまで回転させれば良いだけなので、回動操作を容易かつ確実に行うことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明のラジアントチューブバーナによれば、請求項１又は２に係る発明による効果に加えて、回動機構はロータリーアクチュエータであるので、回転式蓄熱部を１８０度回転させる回動機構を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の回転式蓄熱部を設けたラジアントチューブバーナの側面図及び蓄熱体保持器の断面図。
【図２】本発明の回転式蓄熱部を設けたラジアントチューブバーナの分解斜視図。
【図３】固定蓄熱体を２台設けたラジアントチューブバーナの側面図。
【図４】固定蓄熱体を２台設けたラジアントチューブバーナの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施例を説明する前に、ラジアントチューブバーナ１の本体部分について説明する。
本実施例が適用されるラジアントチューブバーナの本体部分は、図３に記載されるように、炉（３）内に配置されたラジアントチューブ（５）と、ラジアントチューブ（５）の一端側に設置したバーナ（７）及びパイロットバーナ（９）からなるバーナ装置（１１）と、バーナ（７）に燃料ガスを供給する燃料ガス配管（１２）と、バーナ（７）に給気口（１３）を通じて燃焼用空気を供給する燃焼用空気配管（１５）と、パイロットバーナ（９）に燃料ガスを供給する燃料ガス配管（１８）と、パイロットバーナ（９）に燃焼用空気を供給する燃焼用空気配管（１４）と、ラジアントチューブ（５）の他端側に設置した排気口（１６）等を有している。
以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。
【実施例】
【００１５】
実施例のラジアントチューブバーナ１の本体部分は、蓄熱体を保持する装置の構造が図３のものとは異なっているため、燃料ガス配管、給気口、燃焼用空気配管、排気口等の配置は異なるが基本的な構成は同じである。
そして、実施例のラジアントチューブバーナ１は、図１（ａ）及び図２に示すように、ラジアントチューブ２の一端側（図１（ａ）の左側上部）に設置したバーナ３と、バーナ３に燃焼用空気を供給する給気口４と、燃焼用空気を供給する燃焼用空気配管５と、ラジアントチューブ２の他端側（図１（ａ）の左側下部）に設置した排気口６と、排ガスを排出する排ガス配管７と、蓄熱体保持器８を有している。
蓄熱体保持器８は円筒状の内部空間９を有し、その内部に回転式蓄熱部１０が挿入できるようになっている。
【００１６】
回転式蓄熱部１０は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示すように、中央に円筒状の内部空間９の直径とほぼ同じ幅の仕切り壁１１と、仕切り壁１１の一方の側に設けられている蓄熱体Ｂ１３と、仕切り壁１１の他方の側に設けられている蓄熱体Ａ１２と、仕切り壁１１の長手方向の中心線に沿って上下に延びる回転軸１４、１５よりなっている。
なお、蓄熱体Ａ１２及びＢ１３の形状は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示す半円筒状に限らず蓄熱体保持器８の内部に収まればどんな形状でもよく、構造は多孔質体の塊や、球状体、ハニカム体、網状体、短管、短棒又は細片状体の集積物等、内部空間９に設けた時ポーラスとなるものが適している。
また、蓄熱体Ａ１２及びＢ１３の材質としては、アルミナ、コージライト、ムライト等のセラミックスが好ましい。
【００１７】
蓄熱体保持器８の円筒状の内壁には、図１（ｂ）及び図２に示すように、対向する位置に長手方向に延びる２本の凸条１６、１７が設けてあり、回転式蓄熱部１０を内部空間９に挿入して回転軸１４、１５を回転させ仕切り壁１１の両側部と２本の凸条を密着させるとともに、バーナボディ１８を蓄熱体保持器８の上にかぶせることで、仕切り壁１１によって仕切られる２つの分割空間を密閉できるようになっている。
そして、一方の分割空間の一端部近傍（図２において蓄熱体保持器８の左側下部側面）には燃焼用空気配管５と一方の分割空間とを連通させる燃焼用空気導入口１９が設けられ、他方の分割空間の一端部近傍（図２において蓄熱体保持器８の右側下部側面）には排気口６と他方の分割空間とを連通させる排ガス導入口２０が設けられている。
また、バーナボディ１８を蓄熱体保持器８の上にかぶせると、給気口４と一方の分割空間が連通するとともに、排ガス導出口２１と他方の分割空間が連通する。
【００１８】
さらに、蓄熱体保持器８の底面の中央には、図２に示すように、下側の回転軸１５を通す穴２２が開けてあり、蓄熱体保持器８の下面には下側の回転軸１５を通す軸受２３、軸受カバー２４及び回転軸１５を正逆回転させる回動機構としてロータリーアクチュエータ２５が固定される。
そして、蓄熱体保持器８の上面には、上側の回転軸１４を回転自在に支承するともに、給気口４、排ガス導出口２１及び排ガス配管７を有するバーナボディ１８が固定される。
【００１９】
実施例のラジアントチューブバーナ１は、以下のような手順により使用される。
（１）図１（ｂ）に示すように、回転式蓄熱部１０の仕切り壁１１の両側部と２本の凸条１６、１７を密着させ、蓄熱体Ａ１２を一方の分割空間（右側）、蓄熱体Ｂ１３を他方の分割空間（左側）に配置する。この時点では、蓄熱体Ａ１２は蓄熱された状態、蓄熱体Ｂ１３は放熱した状態とする。
（２）燃焼用空気配管５から供給される燃焼用空気を、燃焼用空気導入口１９から蓄熱体保持器８に導入するとともに、燃料ガスを供給してバーナ３を点火すると、燃焼用空気は蓄熱されている蓄熱体Ｂ１３の中を上昇し、加熱された後に給気口４を通ってバーナ３に供給される。
また、ラジアントチューブ２の他端側にある排気口６から排出される排ガスを、排ガス導入口２０から蓄熱体保持器８に導入すると、高温の排ガスは蓄熱体Ａ１２の中を上昇し、排ガス導出口２１、排ガス配管７を通って外部に排出されるが、その間に蓄熱体Ａ１２は蓄熱される。
（３）（２）の状態が２０〜３０秒続くと、蓄熱体Ａ１２は蓄熱され、蓄熱体Ｂ１３は放熱してしまうので、所定時間、例えば２０秒経過した時点で燃料ガスと燃焼用空気の供給を止めてバーナ３を一瞬消火し、ロータリーアクチュエータ２５を作動させて回転軸１５を駆動し、回転式蓄熱部１０を反時計回りに約１８０度回転させる。
そうすると、仕切り壁１１の両側部は２本の凸条１６、１７に密着し、蓄熱体Ａ１２が他方の分割空間（左側）、蓄熱体Ｂ１３が一方の分割空間（右側）に配置される。
（４）燃焼用空気配管５から燃焼用空気を再供給して、燃焼用空気導入口１９から蓄熱体保持器８に導入するととともに、燃料ガスを再供給してバーナ３を再点火すると、燃焼用空気は蓄熱されている蓄熱体Ａ１２の中を上昇し、加熱された後に給気口４を通ってバーナ３に供給される。
また、ラジアントチューブ２の他端側にある排気口６から排出される排ガスを、排ガス導入口２０から蓄熱体保持器８に導入すると、高温の排ガスは蓄熱体Ｂ１３の中を上昇し、排ガス導出口２１、排ガス配管７を通って外部に排出されるが、その間に蓄熱体Ｂ１３は蓄熱される。
（５）（４）の状態が２０〜３０秒続くと、蓄熱体Ｂ１３は蓄熱され、蓄熱体Ａ１２は放熱してしまうので、所定時間経過した時点で燃料ガスと燃焼用空気の供給を止めてバーナ３を一瞬消火し、ロータリーアクチュエータ２５を作動させて回転軸１５を駆動し、回転式蓄熱部１０を時計回りに約１８０度回転させる。
そうすると、仕切り壁１１の両側部は２本の凸条１６、１７に密着し、蓄熱体Ａ１２が一方の分割空間（右側）、蓄熱体Ｂ１３が他方の分割空間（左側）に配置される。
（６）燃焼用空気配管５から燃焼用空気を再供給して、燃焼用空気導入口１９から蓄熱体保持器８に導入するととともに、燃料ガスを再供給してバーナ３を再点火すると、燃焼用空気は蓄熱されている蓄熱体Ｂ１３の中を上昇し、加熱された後に給気口４を通ってバーナ３に供給される。
また、ラジアントチューブ２の他端側にある排気口６から排出される排ガスを、排ガス導入口２０から蓄熱体保持器８に導入すると、高温の排ガスは蓄熱体Ａ１２の中を上昇し、排ガス導出口２１、排ガス配管７を通って外部に排出されるが、その間に蓄熱体Ａ１２は蓄熱される。
（７）ラジアントチューブバーナ１の燃焼を終了させるまで、（３）〜（６）の手順を繰り返す。
【００２０】
実施例の変形例を列記する。
（１）実施例においては、蓄熱体保持器８に２本の凸条１６、１７を設けたが、凸条１６、１７を設けずに、ロータリーアクチュエータ２５を駆動制御することによって、蓄熱体Ａ１２及び蓄熱体Ｂ１３を適当な位置に配置するようにしても良い。
その場合、回転軸１５の回動機構は、正逆回転するものに限らず、一方向にのみ回転するものであっても良い。
（２）実施例においては、回転軸１５の回動機構をロータリーアクチュエータ２５としたが、回動機構はロータリーアクチュエータに限らず、直線運動を回転運動に変える機構（ラックアンドピニオン等）を利用するものとしても良い。
そうした場合、複数のラジアントチューブバーナを一列に並べておき、直線的に運動する部材を１つの駆動装置で動かすだけで、各ラジアントチューブバーナに設置されている蓄熱体保持器８の回転軸１５全部を回動させるようにすることもできる。
（３）実施例においては、回転式蓄熱部１０を２０〜３０秒毎に回動させて、蓄熱体Ａ１２と蓄熱体Ｂ１３の配置を切り替えたが、回転式蓄熱部１０を回動させるタイミングは時間を計測して行う代わりに、燃焼用空気が通る側（図１では左側）の内部空間又はその内部空間にある蓄熱体の温度を計測し、計測した温度が所定温度より低下した時に回転式蓄熱部１０を約１８０度回転させて蓄熱体Ａ１２と蓄熱体Ｂ１３の配置を切り替えるようにしても良い。
（４）実施例においては、蓄熱体保持器８の下部側面に燃焼用空気導入口１９と排ガス導入口２０が設けられ、蓄熱体保持器８の上面側に給気口４、排ガス導出口２１及び排ガス配管７が配置されるようになっているが、燃焼用空気導入口１９と排ガス導入口２０を蓄熱体保持器８の下面に設けても良く、給気口４、排ガス導出口２１及び排ガス配管７を蓄熱体保持器８の上部側面に設けても良い。
要するに、燃焼用空気導入口１９は一方の分割空間の一端部近傍、排ガス導入口２０は他方の分割空間の一端部近傍、給気口４は一方の分割空間の他端部近傍、排ガス導出口２１及び排ガス配管７は他方の分割空間の他端部近傍に設けられていれば良い。
【符号の説明】
【００２１】
１  ラジアントチューブバーナ      ２  ラジアントチューブ
３  バーナ      ４  給気口      ５  燃焼用空気配管
６  排気口      ７  排ガス配管      ８  蓄熱体保持器
９  内部空間      １０  回転式蓄熱部      １１  仕切り壁
１２  蓄熱体Ａ      １３  蓄熱体Ｂ
１４  上側の回転軸      １５  下側の回転軸      １６、１７  凸条
１８  バーナボディ      １９  燃焼用空気導入口
２０  排ガス導入口      ２１  排ガス導出口      ２２  穴      
２３  軸受      ２４  軸受カバー      ２５  ロータリーアクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2016038161.tif 000006