辐射管式加热装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了能够实现抑制由燃烧器生成的氮氧化物(NOx)的产生以及显著提高热效率的中的至少一者或两者的辐射管式加热装置。辐射管式加热装置(1)包括：辐射管(2)，其两个端部(2a，2b)穿透炉壁(炉体)(W)，并且辐射管的末端侧的弯部(2c)突出到炉的内部；以及燃烧器(B)，其在辐射管(2)的一端(2a)侧的中空部(3)的中央部中同轴地布置在中空部(3)中，辐射管式加热装置(1)还包括温升抑制部件(10)，温升抑制部件(10)具有圆筒形状且在围绕燃烧器的末端侧的开口部的位置处布置在辐射管的中空部中，并且在辐射管的内壁表面与燃烧器的外周表面之间形成供已燃气体流经的一对内外侧流路(12a，13)。
【专利说明】
辐射管式加热装置
技术领域
[0001]本发明涉及用于加热例如热处理炉中的气氛同时保持气氛清洁的辐射管式加热
目.0
【背景技术】
[0002]—般来说，需要辐射管式加热装置来高效地升高燃烧空气的温度，从而提高总热效率。例如，已经提出了这样的辐射管式加热装置:燃烧器布置在辐射管的一个端部上，并且通过在安装于燃烧器的外周侧上的螺旋型热交换器中循环从辐射管的另一端排出的排气，将被供应至燃烧器的燃烧空气预热到所需温度范围内(例如，参考专利文献I)。
[0003]然而，在如上述辐射管式加热装置中那样利用排气的热量来预热燃烧空气的情况下，存在如下问题:由于燃烧空气中的氮气随着燃烧器中的燃烧温度升高而被氧化，所以生成了对环境有害的诸如一氧化氮或二氧化氮等氮氧化物(NOx)。此外，包含在燃烧后的排气中的氮氧化物的比率趋于随着预热的燃烧空气的温度升高而呈指数增加。因此，需要按照日本大气污染防治法等来限制氮氧化物的比率。结果，由于预热温度受限制值限制，所以热效率的改善受到限制。
[0004]专利文献1:JP-A-2013-194977
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供能够实现抑制由燃烧器生成的氮氧化物(NOx)的产生以及显著提高热效率中的至少一者或两者的辐射管式加热装置。
[0006]为实现上述目的，本发明基于如下构思而做出:温升抑制部件布置在辐射管的中空部中且布置在围绕燃烧器的末端侧的开口部的位置处，并且温升抑制部件在辐射管的内壁表面与燃烧器的外壁表面之间形成供已燃气体流经的一对内外侧流路(即，内侧流路和外侧流路)。
[0007]换言之，本发明提供了一种第一辐射管式加热装置，包括:
[0008]辐射管，其两个端部穿透炉体，并且辐射管的末端侧的弯部突出到炉的内部；以及[0009 ]燃烧器，其在辐射管的一端侧的中空部的中央部中同轴地布置在中空部中，
[0010]其中，辐射管式加热装置还包括温升抑制部件，温升抑制部件具有圆筒形状且在围绕燃烧器的末端侧的开口部的位置处布置在辐射管的中空部中，并且
[0011]温升抑制部件在辐射管的内壁表面与燃烧器的外周表面之间形成供已燃气体流经的一对内外侧流路。
[0012]根据该辐射管式加热装置，能够实现以下效果(I)至(3)。
[0013](I)筒状的温升抑制部件布置在辐射管的中空部中且布置在围绕燃烧器的末端侧的开口部的位置处。温升抑制部件提供了形成在辐射管的内壁表面与燃烧器的外周表面之间的供已燃气体流经的一对内外侧流路，从而包围中央侧的火焰。因此，在温升抑制部件的通孔中的出口(下游)侧的已燃气体的压力由于已燃气体的热膨胀而升至高于入口(上游)侧的压力。结果，在出口侧的已燃气体的一部分在位于辐射管的内壁表面与温升抑制部件的外周表面之间的外侧流路中循环(反向流动)，并且当该部分已燃气体到达温升抑制部件的入口侧的通孔的开口部附近时，该部分已燃气体由于由从燃烧器的末端以高速新排出的已燃气体所产生的文丘里效应而被抽吸。因此，该部分已燃气体在朝向出口侧流动穿过位于温升抑制部件的入口侧的通孔的内壁表面与燃烧器的外周表面之间的内侧流路的同时混合到包含空气的新已燃气体中。根据这种混合，由于已燃气体中的氧气浓度降低且燃烧温度降低，所以能够抑制中央侧的火焰的温度的局部升高。因此，能够抑制有害氮氧化物(NOx)的生成。
[0014](2)通过将温升抑制部件布置到围绕燃烧器的末端侧的开口部的位置，辐射管在来自燃烧器的火焰附近被相对均匀地加热。因此，不同于常规的情况，辐射管不会局部过热，并且在管中不会产生裂纹。结果，能够延长辐射管的使用寿命(耐用性)。
[0015](3)根据效果(I)，由于能够抑制包含在已燃气体中的氮氧化物的产生，所以能够基于依照日本大气污染防治法等的限制值来扩展预热限制(即，热效率的上限)。因此，例如通过升高燃烧空气的预热温度，能够进一步提高整个辐射管式加热装置中的热效率。
[0016]辐射管典型地是由铸钢等制成的金属管，并且辐射管的末端部通常具有横U形形状或横W形形状。
[0017]炉体还包括炉顶部以及炉壁，诸如热处理炉或烧结炉。
[0018]燃烧器使被预热的空气和燃料的混合气体燃烧，并且从该燃烧器的末端的开口部将细长的火焰沿着中空部的轴向发射(吐出)到辐射管的中空部中。
[0019]如稍后将描述的，在温升抑制部件中的柱形外周表面上设有突出到外部且限定了多个螺旋凹槽或多个直线凹槽的多个螺旋凸起或直线凸起。凸起的顶面接触或接近辐射管的中空部的内周表面。
[0020]另外，类似于燃烧器的外形，与温升抑制部件的通孔的轴向正交的截面典型地为大致圆形。
[0021]另外，本发明提供了第二辐射管式加热装置，包括:
[0022]辐射管，其两个端部穿透炉体，并且辐射管的末端侧的弯部突出到炉的内部；以及[0023 ]燃烧器，其在辐射管的一端侧的中空部的中央部中同轴地布置在中空部中，
[0024]其中，辐射管式加热装置还包括用于通过排气的热量来预热燃烧空气的热交换器，热交换器布置在辐射管的另一端侧的中空部中，并且
[0025]热交换器由陶瓷制成，并且包括:
[0026]筒状主体，
[0027]末端部，其布置在辐射管的弯部侧；
[0028]凹陷部，其朝向末端部敞开；
[0029]螺旋外槽，其与凹陷部连通且沿着主体的轴向形成在主体的外周表面上；
[0030]螺旋内槽，其在主体的内侧沿着主体的轴向形成在螺旋外槽的相邻槽之间；以及
[0031]供气管，燃烧空气流经供气管，供气管在由螺旋内槽的内壁表面的底面包围的柱形空间中沿着主体的轴向铺设并朝向末端部侧敞开。
[0032]根据该辐射管式加热装置，能够实现以下效果(4)。
[0033](4)已经通过辐射管的弯部的已燃气体从朝向热交换器的末端部敞开的凹陷部沿着螺旋外槽流动，该螺旋外槽沿着轴向形成在热交换器的主体的外周表面上。因此，能够高效地预热在位于主体内侧的螺旋内槽中流动的新燃烧空气。因此，能够使预热后的燃烧空气在由螺旋内槽的内壁表面的底面包围的柱形空间中铺设的供气管中流动。因此，由于能够增加通过预热的燃烧空气的加热温度的上限，所以能够显著地提高热效率。
[0034]热交换器的末端部具有例如半球形形状、锥形形状或半椭球形形状。
[0035]此外，本发明提供了第三辐射管式加热装置，其包括温升抑制部件和用于通过排气的热量来预热燃烧空气的热交换器这两者。
[0036]根据该辐射管式加热装置，能够实现以下效果(5)。
[0037](5)能够协同地表现出根据第一和第二辐射管式加热装置的效果(I)至(4)。换言之，连同抑制从燃烧器排出的已燃气体中产生氮氧化物的效果(I)，能够增加通过预热的燃烧空气的加热温度的上限。因此，能够显著地提高热效率，并且有助于环境影响对策以及高热效率。
[0038]构造热交换器的陶瓷的实例包括SiC、WC、B4C、氧化铝(Al2O3)、氮化铝、TiN和莫来石。其中，从高热传递系数和高耐热冲击性的角度考虑，推荐使用SiC。
[0039]利用三维(3D)打印机，能够容易地制造具有复杂内部形状和外部形状的热交换器。
[0040]热交换器的主体的外周表面接触或者接近辐射管的中空部的内壁表面。
[0041]朝向热交换器的末端部敞开的凹陷部的数量、螺旋外槽的数量以及螺旋内槽的数量不特别限制。例如，可以是以下实施例中的任一者:提供一个凹陷部、一个螺旋外槽和一个螺旋内槽的实施例;提供多个凹陷部、与多个凹陷部连通的一个螺旋外槽和在螺旋外槽内侧的一个螺旋内槽的实施例；以及提供多个凹陷部、以及与凹陷部相同数量的彼此平行的螺旋外槽和螺旋内槽的实施例。
[0042]期望的是，供气管由具有耐热性的金属制成。
[0043]另外，本发明还包括这样的辐射管式加热装置:温升抑制部件由陶瓷制成，并且包括:
[0044]通孔，其沿着轴向形成在中央部中，并且以留有成为内侧流路的间隙的方式(SP，以在通孔与燃烧器的末端侧之间存在成为内侧流路的间隙的方式)围绕燃烧器的末端侧，以及
[0045]多个螺旋凹槽或多个直线凹槽，其沿着所述轴向彼此平行地形成在温升抑制部件的外周表面上。
[0046]根据这种辐射管式加热装置，能够实现以下效果(6)。
[0047](6)根据在温升抑制部件的外周表面上形成沿着轴向彼此平行的多个螺旋凹槽的方面，已燃气体的循环速度能够被抑制到一定程度。因此，能够更可靠地实现效果(I)。此夕卜，由于在温升抑制部件的外周表面上形成有位于多个螺旋凹槽之间或者多个直线凹槽之间的多个螺旋凸起或直线凸起，因此变得易于容易地且正确地将温升抑制部件布置到辐射管的中空部中的所需位置上。
[0048]构造温升抑制部件的陶瓷的实例包括SiC、WC、B4C、氧化铝(Al2O3)、氮化铝、TiN和莫来石。
[0049]另外，本发明还包括这样的辐射管式加热装置:辐射管式加热装置还包括在热交换器的末端部与弯部之间布置在辐射管的中空部中的热辐射部件，其中，热辐射部件由陶瓷制成且包括多个螺旋流路。
[0050]根据该辐射管式加热装置，能够实现以下效果(7)。
[0051 ] (7)由于已经从燃烧器排出且通过弯部的已燃气体沿着每个热辐射部件的多个螺旋流路流动，所以在接收到包含在已燃气体中的潜热之后，热辐射部件能够经由辐射管将热量辐射到炉中。此外，由于能够对连续传送的已燃气体进行预热，连同效果(I)，能够显著地提高热效率。
[0052]构成热辐射部件的陶瓷的实例包括SiC、WC、B4C、氧化铝(Al2O3)、氮化铝、TiN和莫来石。热辐射部件可由与温升抑制部件或热交换器相同的陶瓷材料制成。
[0053]另外，限定了热辐射部件中的多个螺旋流路之间的部分的多个螺旋凸出件的最外边接触或接近辐射管的中空部的内壁表面。
[0054]可以有这样的实施例:多个热辐射部件沿着辐射管的中空部的轴向布置。
【附图说明】
[0055]图1是示出根据本发明的实施例的辐射管式加热装置的垂直剖视图。
[0056]图2是示出用在加热装置中的实施例的温升抑制部件的侧视图。
[0057]图3是温升抑制部件的垂直剖视图。
[0058]图4中的(A)是温升抑制部件的正视图，图4中的(B)是示出另一实施例的温升抑制部件的正视图，以及图4中的(C)是示出又一实施例的温升抑制部件的正视图。
[0059]图5中的(A)是示出用在加热装置中的实施例的热辐射部件的侧视图，以及图5中的(B)是热辐射部件的正视图。
[0060]图6是示出用在加热装置中的实施例的热交换器的侧视图。
[0061 ]图7是热交换器的垂直剖视图。
[0062]图8中的(A)是热交换器的正视图，以及图8中的(B)是示出另一实施例的热交换器的正视图。
[0063]图9是示出又一实施例的热交换器的侧视图。
[0064]图10是示出又一实施例的热交换器的侧视图。
[0065]图11是用在加热装置中的另一实施例的辐射管的示意图。
【具体实施方式】
[0066]下面，将对用于实施本发明的方式进行说明。
[0067]图1是示出根据本发明的实施例的辐射管式加热装置I的垂直剖视图。辐射管式加热装置I对应于上述第三辐射管式加热装置。
[0068]如图1所示，辐射管式加热装置I包括:管状辐射管2，其沿着内外方向水平地穿过炉壁(炉体)W;燃烧器B，其在辐射管2的一端侧同轴地布置在辐射管2的中空部3的中央部中；温升抑制部件10，其在围绕燃烧器B的末端侧的开口部的位置处布置在中空部3中；以及热辐射部件15和热交换器20a，它们接连地布置在辐射管2的另一端侧的中空部3中。炉壁W用热处理炉的炉壁(W)来举例说明。
[0069]辐射管2例如可以是由铸钢制成的一体部件，从侧视图中看具有整体大致横U形形状，并且包含:一个端部2a和另一端部2b，它们沿着炉的内外方向彼此平行地穿过炉壁W;在末端侧的弯部2c，其以半圆形形状突出到炉的内部；以及中空部3，其连续地贯穿一个端部2a、另一端部2b和弯部2c的内侧。
[0070]此外，如图1所示，温升抑制部件10在布置在中空部3中的位置的状态下，形成有位于温升抑制部件10的外周表面与辐射管2的内壁表面之间且具有沿着温升抑制部件10的轴向的螺旋形状的多个外侧流路13。温升抑制部件10还形成有位于沿着轴向贯穿温升抑制部件1的中央侧的通孔12的内壁表面与燃烧器B的末端侧的外周表面之间的筒状内侧流路12a ο
[0071]温升抑制部件10由例如具有高热传递系数和高耐热冲击性的诸如SiC等陶瓷制成。如图2、图3和图4中的(A)所示，该实施例的温升抑制部件10具有大致圆筒形状，并且包含:通孔12，其沿着轴向贯穿中央侧;五个(多个)螺旋凹槽，其形成外侧流路13，并且沿着外周表面的轴向彼此平行；以及五个凸起14，其沿着外侧流路13之间的边界以螺旋形状突出。多个凸起14接触或接近辐射管2的内壁表面。此外，该实施例的凹槽的截面是沿着宽度方向的弧形形状，但如后面说明的那样，也可以为大致扇形形状。
[0072]如图1至图3所示，通孔12的内壁表面侧形成内侧流路12a，并且由凹槽和辐射管2的内壁表面包围的空间形成外侧流路13。
[0073 ]如图4中的(B)所示，温升抑制部件1可以由六个螺旋凹槽(外侧流路13)和在凹槽之间的相同数量的凸起14构成。凹槽(外侧流路13)和凸起14的数量是任意的，只要数量为多个且彼此相同即可。
[0074]同时，如图4中的(C)所示，可以如上所述那样类似地使用如下实施例的温升抑制部件1a:在柱形体的外周表面上直线状地安装沿着轴向彼此对称地突出的六个(多个)凸起14，并且形成外侧流路13a的相同数量(S卩，与凸起的数量相同)的凹槽沿着轴向直线状地形成在凸起14之间。该实施例的凹槽(外侧流路13a)的剖面大致具有沿着宽度方向的扇形形状，但是也可以具有类似于上述实施例的弧形形状。
[0075]如图1所示，在辐射管2的中空部3中位于热交换器20a的末端部22与弯部2c之间的位置处，沿着中空部3的轴向布置有多个热辐射部件15。每个热辐射部件15均由陶瓷制成且对称地具有三个(多个)螺旋流路17。
[0076]如图5中的(A)的正视图和图5中的(B)的右视图所示，热辐射部件15由与中空部3的轴向平行的中心轴18和形成为从中心轴18彼此对称地延伸的三个螺旋板16构成，使得三个螺旋流路17在螺旋板16的前表面和后表面上彼此相邻地定位且螺旋板16的弧形截面以等间距定位。
[0077]在图1所示的实施例中，四个(多个)热辐射部件15布置成使得其中心轴18在中空部3中的预定位置处彼此连续，但是要布置的热辐射部件15的总数量是任意的并且可以是仅提供一个热辐射部件15的实施例。
[0078]另外，热辐射部件15可以被适当地修改，以使螺旋板16的数量改变成具有两个或多于三个(多个)螺旋流路17。
[0079]如图1所示，在辐射管2的中空部3的另一端部2b处，布置有用于通过排气的热量来预热供给至燃烧器B的燃烧空气的热交换器20a。
[0080]该实施例的热交换器20a由陶瓷制成且由3D打印机制造。如图6、图7和图8中的(A)所示，热交换器20a包含大致筒状的主体21以及定位在辐射管2的弯部2c侧的半球形末端部22，并且均朝向末端部22敞开的三个(多个)凹部(入口)26分别与沿着主体21的轴向平行地形成在主体21的外周表面上的三个(多个)螺旋外槽24连通。
[0081 ]另外，在主体21的内侧，在相邻的螺旋外槽24和24之间的每个部分处形成有三个(多个)螺旋内槽25。三个(多个)螺旋内槽25沿着主体21的轴向彼此平行地形成，并且在由每个螺旋内槽25的内壁表面的底面包围的柱形空间中，燃烧空气流经的供气管7沿着主体21的轴向铺设并在末端部22侧的空间28中敞开。
[0082]如图7所示，每三个螺旋内槽25的末端部侧在较远的末端部22侧而不是在如图中的虚线所示的供气管7的末端与空间28连通。因此，经由安装成朝向主体21的后端壁27敞开的通风孔29在多个螺旋内槽25中螺旋地供给至末端部22侧的燃烧空气如图1中的空心箭头所示那样经由空间28从供气管7的末端7a侧输送到供气管7中的垂直部7b侧。在该传送过程中，从热辐射部件15侧在与各个螺旋内槽25相邻的各个螺旋外槽24中流动的排气的热量连续地预热燃烧空气。
[0083]如图8中的(B)所示，热交换器20a可以具有这样的结构:六个凹部26形成为在末端部22中是对称的，并且相同数量的螺旋外槽24分别与对应的凹部26的基侧连通，以及如上述实施例那样在螺旋外槽24的内侧形成相同数量的螺旋内槽25。换言之，螺旋外槽24、螺旋内槽25和凹部26的数量可以是一个或两个以上，只要它们彼此数量相同即可。然而，在设置有一个螺旋外槽24和一个螺旋内槽25的情况下，凹部26可以形成在多个位置处。
[0084]如图1的空心箭头所示，由热交换器20a预热的燃烧空气经由供气管7的垂直部7b和耐热波纹管8以及通过由封闭辐射管2的一个端部2a侧的端板4支撑的保持件9被供给到燃烧器B，燃烧器B附接在保持件9的基端部上。
[0085]如图1所示，新的燃烧空气经由与通风孔29连通的原供气管5a和5供给到供气管7。同时，如图1中的灰色箭头所示，在多个螺旋外槽24中流动的排气从与位于辐射管2的另一端部2b和端板4之间的连接部6a连通的排气管6排出到外部。
[0086]下面，将主要参考图1来描述辐射管式加热装置I的作用。
[0087]如图1所示，在辐射管2的一个端部2a侧与弯部2c之间的中空部3中，由于温升抑制部件10布置在该位置，因此在辐射管2的内壁表面与燃烧器B的外周表面之间形成一对内外侧流路12a和13，包围中央侧的火焰F的已燃气体流经该对内外侧流路12a和13。
[0088]因此，在温升抑制部件10的通孔12的出口侧的已燃气体的压力由于已燃气体的热膨胀而变得高于入口侧的压力。结果，如图1中的实线箭头所示，在出口侧的已燃气体的一部分在位于辐射管2的内壁表面与温升抑制部件10的外周表面之间的各个外侧流路13中循环(反向流动)，并且当该部分已燃气体到达温升抑制部件10的入口侧的通孔12的开口部附近时，该部分已燃气体由于从燃烧器B的末端以高速新排出的已燃气体所产生的文丘里效应而被抽吸。
[0089]由于文丘里效应，该部分已燃气体在位于温升抑制部件10的入口侧的通孔12的内壁表面与燃烧器B的外周表面之间的内侧流路12a中朝向出口侧流动，并且同时，如图1中的虚线所示，该部分已燃气体混合到包围火焰F的新已燃气体中。根据这种混合，由于已燃气体中的氧气浓度降低且已燃气体的燃烧温度降低，所以能够抑制中央侧的火焰F的温度的局部升尚。因此，能够抑制或减少有害的氣氧化物(NOx)的生成。
[0090]接着，如图1中的空心箭头所示，已燃气体经由辐射管2的弯部2c供给到多个热辐射部件15侧，并且在该传送期间，由于已燃气体继续经由辐射管2的管壁向炉辐射热量，所以能够使炉中温度升至所需温度范围且将温度保持在该温度范围内。
[0091]此外，如图1中的空心箭头所示，已经通过弯部2c的已燃气体沿着多个热辐射部件15的轴向通过多个螺旋流路17。此时，由于从燃烧器B排出的已燃气体沿着多个热辐射部件15中的每一个热辐射部件15中的多个螺旋流路17流动，所以在接收到包含在已燃气体内的潜热之后，热辐射部件15经由辐射管2的管壁将热辐射到炉中。
[0092]另外，如图1中的灰色箭头所示，由于已经通过多个热辐射部件15的已燃气体从热交换器20a的末端部22的凹部26沿着形成于热交换器20a的主体21中的各个螺旋外槽24流动，所以能够高效地预热流入到位于螺旋外槽24的内侧的螺旋内槽25中的新燃烧空气。此夕卜，由于通过温升抑制部件10抑制了从燃烧器B排出的已燃气体中的氮氧化物的生成，所以能够增加经过预热的燃烧空气的加热温度的上限。因此，能够显著提高热效率。
[0093]作为上述作用，由于辐射管式加热装置I能够理解为第一至第三辐射管式加热装置，因此能够实现上述效果(I)至(7)。此外，按照根据效果(I)的氮氧化物生成的抑制，能够因效果(I)和效果(3)至(5)的协同效应而实现热效率的显著提高。
[0094]本发明不限于上述各方面。
[0095]例如，如图9所示，热交换器20a可以具有这样的结构:锥形的末端部23—体地包含在类似的主体21中的末端侧上。在该实施例中，均与对应的螺旋外槽24连通的多个凹部26还在末端部23的锥形形状的倾斜锥形表面上以大致直线形状敞开。
[0096]另外，如图10所示，还可以使用这样的热交换器20b，其包含类似的筒状主体21、位于筒状主体21的末端侧的半球形末端部22、位于主体21的外周表面上的一个螺旋外槽24以及未不出的一个螺旋内槽。螺旋内槽位于外槽24的内侧且与外槽24相对。在热交换器20b中，如图10所示，仅有一个作为已燃气体的入口的凹部26。然而，也可以形成从末端部22朝向与末端部22相邻的螺旋外槽24平行地连通的多个凹部26。
[0097]此外，如图11所示，辐射管2还可以具有这样的结构:当从侧视图中看时，在两个平行的端部2a与2b之间设置有横W形的弯部2d。位于弯部2d的中心处的横U形形状的水平部分可以沿水平方向较长地延伸到图中的左侧。
[0098]另外，不限于热处理炉，本发明的辐射管式加热装置也能够用于烧结炉、预热炉、均热炉或保温炉。
[0099]本申请基于2015年4月16日递交的日本专利申请N0.2015-084026，该申请的内容通过引用方式并入本文。
[0100]工业实用性
[0101]根据本发明，可以可靠地提供能够实现抑制燃烧器中产生的氮氧化物(NOx)的生成以及显著提高热效率中的至少一者或两者的辐射管式加热装置。
[0102]附图标记和符号的说明
[0103]1:辐射管式加热装置
[0104]2:辐射管
[0105]2a:辐射管的一个端部
[0106]2b:辐射管的另一端部
[0107]2c，2d..辐射管的弯部
[0108]3:辐射管的中空部
[0109]7:供气管
[0110]10:温升抑制部件
[0111]12:通孔
[0112]12a:内侧流路
[0113]13，13a:外侧流路
[0114]15:热辐射部件
[0115]17:螺旋流路
[0116]20a，20b:热交换器
[0117]21:主体
[0118]22,23:末端部
[0119]24:螺旋外槽
[0120]25:螺旋内槽
[0121]W:炉壁(炉体)
[0122]B:燃烧器。
【主权项】
1.一种辐射管式加热装置，包括:辐射管，其两个端部穿透炉体，并且所述辐射管的末端侧的弯部突出到炉的内部；以及燃烧器，其在所述辐射管的一端侧的中空部的中央部中同轴地布置在所述中空部中，其中，所述辐射管式加热装置还包括温升抑制部件，所述温升抑制部件具有圆筒形状且在围绕所述燃烧器的末端侧的开口部的位置处布置在所述辐射管的所述中空部中，并且所述温升抑制部件在所述辐射管的内壁表面与所述燃烧器的外周表面之间形成供已燃气体流经的一对内外侧流路。2.一种福射管式加热装置，包括: 辐射管，其两个端部穿透炉体，并且所述辐射管的末端侧的弯部突出到炉的内部；以及燃烧器，其在所述辐射管的一端侧的中空部的中央部中同轴地布置在所述中空部中，其中，所述辐射管式加热装置还包括用于通过排气的热量来预热燃烧空气的热交换器，所述热交换器布置在所述辐射管的另一端侧的中空部中，并且所述热交换器由陶瓷制成，并且包括: 筒状主体， 末端部，其布置在所述辐射管的弯部侧； 凹陷部，其朝向所述末端部敞开；螺旋外槽，其与所述凹陷部连通且沿着所述主体的轴向形成在所述主体的外周表面上； 螺旋内槽，其在所述主体的内侧沿着所述主体的所述轴向形成在所述螺旋外槽的相邻槽之间；以及 供气管，燃烧空气流经所述供气管，所述供气管在由所述螺旋内槽的内壁表面的底面包围的柱形空间中沿着所述主体的轴向铺设并朝向末端部侧敞开。3.根据权利要求1所述的辐射管式加热装置，还包括通过排气的热量预热燃烧空气的热交换器，所述热交换器布置在所述辐射管的另一端侧的中空部中，并且 其中，所述热交换器由陶瓷制成，并且包括: 筒状主体， 末端部，其布置在所述辐射管的弯部侧； 凹陷部，其朝向所述末端部敞开；螺旋外槽，其与所述凹陷部连通且沿着所述主体的轴向形成在所述主体的外周表面上； 螺旋内槽，其在所述主体的内侧沿着所述主体的所述轴向形成在所述螺旋外槽的相邻槽之间；以及 供气管，燃烧空气流经所述供气管，所述供气管在由所述螺旋内槽的内壁表面的底面包围的柱形空间中沿着所述主体的轴向铺设并朝向末端部侧敞开。4.根据权利要求1所述的辐射管式加热装置， 其中，所述温升抑制部件由陶瓷制成，并且包括: 通孔，其沿着轴向形成在中央部中，并且以留有成为内侧流路的间隙的方式围绕所述燃烧器的末端侧，以及 多个螺旋凹槽或多个直线凹槽，其沿着所述轴向彼此平行地形成在所述温升抑制部件的外周表面上。5.根据权利要求3所述的辐射管式加热装置， 其中，所述温升抑制部件由陶瓷制成，并且包括: 通孔，其沿着轴向形成在中央部中，并且以留有成为内侧流路的间隙的方式围绕所述燃烧器的末端侧，以及 多个螺旋凹槽或多个直线凹槽，其沿着所述轴向彼此平行地形成在所述温升抑制部件的外周表面上。6.根据权利要求2、3和5中的任一项所述的辐射管式加热装置，还包括在所述热交换器的末端部与所述弯部之间布置在所述辐射管的所述中空部中的热辐射部件，其中，所述热辐射部件由陶瓷制成且包括多个螺旋流路。
【文档编号】F23D14/02GK106051761SQ201610240002
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】伊藤英树, 神谷祐树, 托马斯·D·布里塞尔顿
【申请人】大同特殊钢株式会社