Пламенный нагреватель

Пламенный нагреватель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к пламенному нагревателю, в котором сжигается предварительно смешанный газ, состоящий из газообразного топлива и воздуха сгорания. По данной заявке испрашивается приоритет на основании заявки на патент Японии 2008-22974 и заявки на патент Японии 2008-22975, поданных в Японии 01 февраля 2008, содержание которых полностью включено здесь в виде ссылки.

Описание предшествующего уровня

Обычно изготавливали горелку с радиантной трубкой, в которой полностью предварительно смешанный газ из газообразного топлива и воздуха сгорания сжигают в жаропрочной круглой трубке (излучающей трубке), чтобы за счет использования получающегося пламени излучающая трубка становилась раскаленной докрасна. Такая горелка с радиантной трубкой используется в качестве удлиненного источника тепла без открытого пламени в нагревательных печах и отопителях. Кроме того, известна топливная горелка, в которой горючий газ сжигают во внутренней трубке, при этом направление потока изменяется за счет столкновения струи горючего газа с экранной поверхностью, расположенной под прямым углом к струе, чтобы за счет этого извлечь тепло из излучающей трубки.

В таком типе пламенного нагревателя, так как сгорание заканчивается посередине излучающей трубки, недостатки включают в себя тот факт, что существуют трудности в достижении равномерного распределения температуры вдоль всей длины трубки, а также тот факт, что образуется большое количество оксидов азота (NOx). В Патентном документе 1 описан пламенный нагреватель, который включает в себя пористую трубку, имеющую внутреннюю секцию, работающую как питающий канал для предварительно смешанного газа, и излучающую трубку, расположенную соосно к внешней периферии пористой трубки. Предварительно смешанный газ выбрасывается радиально из пористой трубки и образует ламинарный поток. Сгорание предварительно смешанного газа осуществляется на цилиндрической поверхности между излучающей трубкой и пористой трубкой, на которой скорость потока предварительно смешанного газа балансирует скорость распространения пламени, чтобы за счет этого получить более равномерную температуру по всей излучающей трубке и генерировать большое количество тепла и низкое образование NOx.

(Патентный документ 1) Заявка на патент Японии, первая публикация №6-241419

Краткое описание изобретения

Проблема, которую решает изобретение

Однако описанные выше традиционные технологии влекут за собой следующие проблемы.

Если специальное устройство удержания пламени не выполнено отдельно, постоянное уравновешивание скорости потока предварительно смешанного газа и скорости сгорания является затруднительным. Кроме того, существует зависящее от места отклонение в скорости потока и объеме потока предварительно смешанного газа, вытекающего из пористого тела, и, следовательно, трудно создать устойчивое трубообразное пламя.

Поскольку трубообразное пламя образуется в месте, которое отделено от излучающей трубки, извлечение тепла через излучающую трубку затруднено, и может быть уменьшена эффективность нагрева.

Кроме того, поскольку вышеописанная технология требует выполнения пористой трубки на участке внутренней трубки, проблемы заключаются в том, что процессы изготовления являются сложными, при этом возрастают затраты.

Настоящее изобретение предложено с точки зрения вышеизложенного, и его задачей является создание пламенного нагревателя, в котором создается устойчивое пламя и который повышает эффективность нагрева, не вызывая роста затрат.

Средства решения проблемы

Настоящее изобретение выполнено описанным ниже образом для того, чтобы выполнить указанную выше задачу.

Пламенный нагреватель согласно настоящему изобретению включает в себя внутреннюю трубку, имеющую питающий канал горючего газа во внутренней части, и внешнюю трубку, расположенную, чтобы образовать отделенное пространство сгорания на внешней периферии внутренней трубки. Отверстие для выбрасывания газа выполнено на стенке трубки внутренней трубки. Точка торможения для горючего газа образуется в пространстве сгорания, при этом в пространстве сгорания устанавливается поток горючего газа с образованием циркулирующего потока вокруг периферии точки торможения.

Изобретение принимает следующую конфигурацию в качестве действующей конфигурации для достижения вышеописанной задачи.

Пламенный нагреватель согласно настоящему изобретению включает в себя внутреннюю трубку, имеющую питающий канал для горючего газа во внутренней части, и внешнюю трубку, расположенную, чтобы образовать отделенное пространство сгорания на внешней периферии внешней трубки. Отверстие для выбрасывания горючего газа выполнено в стенке трубки внутренней трубки. Точка торможения для горючего газа создается на внутренней периферийной поверхности внешней трубки, при этом горючий газ выбрасывается с такими характеристиками выброса, которые создают циркулирующий поток вокруг периферии точки торможения.

Предпочтительно внутренняя трубка расположена в эксцентрическом положении к внешней трубке, при этом указанное отверстие выполнено на внешней периферийной поверхности с эксцентрической ориентацией по отношению к внутренней трубке.

В пламенном нагревателе, который имеет вышеупомянутые характеристики выброса, создание и поддержание устойчивого пламени облегчается (другими словами, не вызывая увеличения затрат) путем воспламенения (поджигания) горючего газа на периферии точки торможения, где скорость потока приблизительно равна нулю. Кроме того, поскольку циркулирующий поток образуется вокруг периферии точки торможения, создается устойчивое горение. В соответствующем примере, когда величина потока газа растет, выпускной путь для горючего газа не может быть обеспечен, при этом существует возможность, что устойчивость пламени снизится. И наоборот, настоящее изобретение создает и удерживает устойчивое пламя на внутренней периферийной поверхности внешней трубки.

Когда внутренняя трубка и внешняя трубка расположены концентрично, при этом отверстие находится в месте, в котором точка торможения создается в конкретном месте на внутренней периферийной поверхности внешней трубки, пламя может быть стабилизировано, создано и удержано в конкретном месте на внутренней периферийной поверхности внешней трубки.

Внешняя периферийная поверхность внутренней трубки включает в себя первую область, в которой расстояние до внутренней периферийной поверхности внешней трубки является наименьшим, и вторую область, в которой это расстояние больше, чем в первой области. Когда отверстие выполнено в первой области, в которой расстояние до внутренней периферийной поверхности внешней трубки является наименьшим, выпускной путь для горючего газа может быть обеспечен между внутренней периферийной поверхностью внешней трубки и второй областью, включающей область на противоположной стороне до первой области.

В настоящем изобретении возможен эффективный нагрев через внешнюю трубку, поскольку пламя может быть создано и может поддерживаться в точке торможения на внутренней периферийной поверхности внешней трубки.

Внутренняя трубка расположена в произвольном месте по отношению к внешней трубке. Когда внутренняя трубка расположена несимметрично относительно центра, является предпочтительным, чтобы была принята конфигурация, в которой отверстие выполнено на внешней периферийной поверхности, расположенной в эксцентрическом направлении по отношению к внутренней трубке. Таким образом, в настоящем изобретении создание первой области, в которой имеется маленькое расстояние между внутренней периферийной поверхностью внешней трубки и наружной периферийной поверхностью внутренней трубки, выполняется легко.

Следующее описание средства для решения проблемы относится к ситуации, при которой внутренняя трубка расположена с эксцентрической ориентацией по отношению к внешней трубке.

Также предпочтительно принята конфигурация, в которой множество расположено на интервале в периферийном направлении вокруг осевого центра внутренней трубки.

Таким образом, в настоящем изобретении пламя во множестве точек может быть создано и удерживаться на интервале в периферийном направлении по отношению к внутренней периферийной поверхности внешней трубки, и за счет этого возможен более эффективный нагрев.

В настоящем изобретении, когда внутренняя трубка расположена эксцентрически, предпочтительно принимают конфигурацию, в которой второе отверстие для выброса горючих газов в место, отделенное от точки торможения, расположено в месте, отделенном от первой области во внутренней трубке.

Таким образом, в настоящем изобретении распространение пламени, которое образуется и удерживается в точке торможения, обеспечивается в горючем газе, выбрасываемом из второго отверстия. Затем в настоящем изобретении могут быть устранены потери давления, являющиеся результатом использования пористого корпуса. Кроме того, поскольку введенное количество тепла может быть увеличено, не увеличивая длину внутренней трубки и внешней трубки, можно предотвратить увеличение размера устройства, являющееся результатом, например, увеличения длины внутренней трубки и внешней трубки. Поскольку в настоящем изобретении могут быть подавлены потери давления, возможно его применение на городских газовых трубопроводах низкого давления.

Второе отверстие предпочтительно имеет конфигурацию, в которой второе отверстие расположено с обеих сторон, охватывая первую область, при этом оно размещено попеременно с отверстием вдоль первой области.

Таким образом, в настоящем изобретении можно создать и удерживать пламя, и создавать распространение пламени с равномерным распределением.

Настоящее изобретение предпочтительно принимает конфигурацию, в которой поддерживающий элемент поддерживает дистальный конец внутренней трубки, т.е. используется консольное крепление базового конца между внутренней трубкой и внешней трубкой, при этом поддерживает интервал между внешней периферийной поверхностью внутренней трубки и внутренней периферийной поверхностью внешней трубки. Поддерживающий элемент может быть пластинчатым или может быть стержнеобразным, подвешенным между внешней трубкой и внутренней трубкой.

Таким образом, в настоящем изобретении можно предотвратить создание вибрации на дистальном конце внутренней трубки, которая приводит к потере постоянного интервала между внешней периферийной поверхностью внутренней трубки и внутренней периферийной поверхностью внешней трубки на конце основания и дистальном конце, и за счет этого можно обеспечить постоянный интервал между первой областью, в которой выполнено отверстие, и внутренней периферийной поверхностью внешней трубки. Следовательно, точки торможения можно непрерывно формировать устойчивым образом, и за счет этого возможно создание и поддержание устойчивого и постоянного пламени.

Предпочтительно принимается конфигурация, в которой поддерживающий элемент расположен дальше по отношению к дистальному концу, чем отверстие, расположенное еще дальше по отношению к дистальному концу, при этом он имеет размер, который, по меньшей мере, закрывает пространство сгорания, которое обращено к первой области.

Таким образом, в настоящем изобретении горючий газ, выбрасываемый из отверстия, расположенного на стороне самого дистального конца по отношению к стороне дистального конца, сталкивается с поддерживающим элементом и вводится в пространство сгорания со стороны второй области. Затем пламя в точке торможения также вводится в пространство сгорания со стороны второй области, при этом облегчается воспламенение горючего газа в пространстве сгорания.

Настоящее изобретение предпочтительно принимает конфигурацию, в которой множество отверстий находятся на одной прямой и разнесены в пространстве в первой области, при этом поддерживающий элемент имеет размер, который закрывает пространство сгорания, обращенное к первой области, с обеих сторон в направлении линии выравнивания, охватывая точку торможения, соответствующую соответствующим отверстиям.

Таким образом, в настоящем изобретении горючий газ, выбрасываемый из каждого отверстия, должен быть введен в пространство сгорания со стороны второй области. Следовательно, пламя в точке торможения также вводят в пространство сгорания со стороны второй области, при этом дополнительно облегчается воспламенение горючего газа в пространстве сгорания.

Изобретение принимает следующую конфигурацию в качестве действующей конфигурации для достижения поставленной задачи.

Пламенный нагреватель согласно настоящему изобретению включает в себя внутреннюю трубку, имеющую питающий канал для горючего газа во внутренней части, и внешнюю трубку, расположенную, чтобы создать отделенное пространство сгорания в наружной периферии внутренней трубки. Отверстие для выбрасывания горючего газа выполнено в стенке трубки внутренней трубки. Пламенный нагреватель включает в себя элемент создания точки торможения и циркуляционного потока для создания точки торможения и циркуляционного потока горючего газа, выбрасываемого из отверстий, которые расположены напротив отверстий вдоль осевого направления в пространстве сгорания.

Предпочтительно элемент создания точки торможения и циркуляционного потока имеет вогнутую кривую, образованную вокруг оси внутренней трубки на каждой из множества внутренних трубок.

В пламенном нагревателе, который имеет вышеуказанную конструкцию, создание и поддержание устойчивого пламени облегчается (другими словами, не вызывая увеличения затрат) путем воспламенения (поджигания) горючего газа в периферии точки торможения, где скорость потока приблизительно равна нулю, и которое образуется на поверхности элемента создания точки торможения и циркулирующего потока. Кроме того, поскольку циркулирующий поток образуется вокруг периферии точки торможения, осуществляется устойчивое горение. В соответствующем примере, когда величина потока газа возрастает, выпускной путь для горючего газа не может быть обеспечен, и существует возможность, что устойчивость пламени будет уменьшена. Однако настоящее изобретение создает и обеспечивает устойчивое пламя на поверхности элемента создания точки торможения и циркуляционного потока, обращенной к отверстиям, и может обеспечить выпускной путь для горючего газа в области, в которой внутренняя трубка и элемент создания точки торможения и циркулирующего потока не являются противоположно расположенными.

В настоящем изобретении предпочтительно принята конфигурация, в которой элемент создания точки торможения и циркулирующего потока расположены на центральной оси внешней трубки, при этом множество внутренних трубок расположено вокруг центральной оси с отверстием, обращенным к центральной оси.

Таким образом, в настоящем изобретении устойчивая точка торможения и пламя для горючего газа создаются и поддерживаются вокруг центральной оси внешней трубки, и, таким образом, распределение температуры может быть проконтролировано во время нагрева внешней трубки.

Предпочтительно принята конфигурация, в которой элемент создания точки торможения и циркуляционного потока имеют питающий канал для горючего газа во внутренней секции, при этом отверстие выполнено для создания точки торможения и выбрасывания горючего газа по направлению к соответствующим внешним периферийным поверхностям множества внутренних трубок, которые расположены вокруг центральной оси.

Таким образом, в дополнение к поверхности элемента создания точки торможения и циркуляционного потока, расположенной в центре внешней трубки, устойчивая точка торможения для горючего газа и пламени может также создаваться и удерживаться на поверхности множества внутренних трубок, которые расположены вокруг центральной оси.

Предпочтительно принята конфигурация, в которой множество элементов создания точек торможения и циркуляционного потока выполнено на интервале в пространстве сгорания и является соответственно внутренней трубкой, которая имеет отверстия, обращенные к внешней периферийной поверхности соседних внутренних трубок.

Таким образом, множество внутренних трубок обеспечивают создание и поддержание устойчивого пламени и точку торможения горючего газа на внешней периферийной поверхности, обращенной к отверстиям соседних внутренних трубок.

Таким образом, предпочтительно принята конфигурация, в которой множество внутренних трубок расположены с интервалом вокруг центральной оси внешней трубки.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает образование и поддержание устойчивого пламени и точки торможения для горючего газа вокруг центральной оси внешней трубки, и, таким образом, распределение температуры может быть проконтролировано во время нагрева внешней трубки.

В настоящем изобретении предпочтительно принята конфигурация, в которой выполнено второе отверстие для выбрасывания горючего газа в место, отделенное от точки торможения в трубке.

Таким образом, в настоящем изобретении распространение пламени, которое создается и поддерживается в точке торможения, возможно в горючем газе, выбрасываемом из второго отверстия. Следовательно, в настоящем изобретении могут быть устранены потери давления, являющиеся результатом использования пористого тела. Кроме того, поскольку введенное количество теплоты может быть увеличено, не увеличивая длину внутренней трубки и внешней трубки, можно предотвратить увеличение размера устройства, являющееся результатом, например, увеличения длины внутренней трубки и внешней трубки. Поскольку потеря давления в настоящем изобретении может быть устранена, возможно применение изобретения в городских газовых трубопроводах низкого давления.

Второе отверстие предпочтительно принимает конфигурацию, в которой второе отверстие расположено с обеих сторон, охватывающих область, обращенную к элементу создания точки торможения и циркуляционного потока, при этом оно располагается чередуясь с отверстием в направлении вдоль обращенной к ней области.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает создание и поддержание пламени и равномерное распределение распространения пламени.

Настоящее изобретение предпочтительно принимает конфигурацию, в которой поддерживающий элемент поддерживает дистальный конец внутренней трубки, т.е. используется консольное крепление базового конца, и элемент создания точки торможения и циркуляционного потока между внешней трубкой, и обеспечивает интервал между внутренней периферийной поверхностью внешней трубки и внешней периферийной поверхностью внутренней трубки и элементом создания точки торможения и циркуляционного потока. Поддерживающий элемент может быть трубчатым или может быть стержнеобразным, подвешенным между внешней трубкой и внутренней трубкой.

Таким образом, в настоящем изобретении можно предотвратить создание вибрации в дистальном конце внутренней трубки и элемента создания точки торможения и циркуляционного потока, которая приводит к потере постоянного интервала между внутренней трубкой и внешней периферийной поверхностью элемента создания точки торможения и циркуляционного потока и внутренней периферийной поверхностью внешней трубки на конце основания и дистальном конце, и за счет этого обеспечить постоянный интервал между отверстием и элементом создания точки торможения и циркуляционного потока и внутренней периферийной поверхностью внешней трубки. Следовательно, точки торможения могут непрерывно создаваться устойчивым образом, и за счет этого возможно образование и обеспечение устойчивого и непрерывного пламени.

Предпочтительно принята конфигурация, в которой поддерживающий элемент расположен дальше по отношению к дистальному концу, чем отверстие, расположенное еще дальше по отношению к дистальному концу, и, по меньшей мере, имеет размер, который закрывает пространство сгорания, обращенное к отверстию.

Таким образом, в настоящем изобретении горючий газ, выбрасываемый через отверстие, расположенное на самой большой стороне дистального конца по отношению к стороне дистального конца, сталкивается с поддерживающим элементом и вводится в большое пространство сгорания. Затем пламя в точке торможения также вводят в пространство сгорания, при этом облегчается воспламенение горючего газа в пространстве сгорания.

В настоящем изобретении предпочтительно принята конфигурация, в которой поддерживающий элемент расположен больше по направлению к стороне дистального конца, чем самое дистальное отверстие, и имеет размер, позволяющий закрыть все пространство сгорания.

Предпочтительно поддерживающий элемент поддерживает дистальный конец внутренней трубки, который консольно закреплен на конце основания, и дистальный конец элемента создания точки торможения и циркулирующего потока во внешней трубке и обеспечивает интервал между внешней периферийной поверхностью внутренней трубки и внутренней периферийной поверхностью внешней трубки, обеспечивает также интервал между внешней периферийной поверхностью элемента создания точки торможения и циркуляционного потока и внутренней периферийной поверхностью внешней трубки.

Таким образом, в настоящем изобретении можно избежать ситуации, при которой горючий газ собирается на участке дистального конца низкотемпературной внешней трубки и приводит к ситуации несгорания и к образованию СО.

В настоящем изобретении поддерживающая пластина предпочтительно принимает конфигурацию свободно смещающейся в осевом направлении относительно внешней трубки.

Таким образом, в настоящем изобретении, даже когда существует большая разница в величине теплового расширения, в частности, в осевом направлении, обусловленная температурной разницей между внешней трубкой и внутренней трубкой, поскольку поддерживающая пластина смещается относительно внешней трубки, деформация поддерживающей пластины или т.п. не происходит, при этом может быть обеспечен интервал между внешней периферийной поверхностью внутренней трубки и внутренней периферийной поверхностью внешней трубки.

Кроме того, настоящее изобретение предпочтительно принимает конфигурацию, в которой питающий канал во внутренней трубке закрыт на дистальном конце.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает маленький недорогой пламенный нагреватель, который подает горючий газ от конца основания и обеспечивает выпуск отработавших газов.

Положительные эффекты изобретения

Согласно настоящему изобретению эффективность нагрева пламенного нагревателя может быть улучшена путем создания устойчивого пламени, не вызывая роста затрат.

Краткое описание чертежей

Фиг.1A представляет собой вид спереди в разрезе пламенного нагревателя согласно первому варианту осуществления изобретения.

Фиг.1B представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя согласно первому варианту осуществления изобретения.

Фиг.2A представляет собой вид сверху внутренней трубки, если смотреть из первой области.

Фиг.2B представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя, включающего в себя внутреннюю трубку.

Фиг.3A представляет собой вид спереди в разрезе пламенного нагревателя согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Фиг.3B представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Фиг.4 представляет собой детальный вид основных составляющих элементов пламенного нагревателя согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

Фиг.5 представляет собой схематичный вид внешней трубки и внутренней трубки согласно пятому варианту осуществления изобретения.

Фиг.6 представляет собой вид в разрезе концентрично расположенных внешней трубки и внутренней трубки.

Фиг.7 представляет собой вид в разрезе концентрично расположенных внешней трубки и внутренней трубки.

Фиг.8 представляет собой вид в разрезе другого аспекта концентрично расположенных внешней трубки и внутренней трубки.

Фиг.9A представляет собой вид спереди в разрезе пламенного нагревателя согласно шестому варианту осуществления изобретения.

Фиг.9B представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя согласно шестому варианту осуществления изобретения.

Фиг.9C представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя согласно шестому варианту осуществления изобретения.

Фиг.10A представляет собой вид спереди в разрезе пламенного нагревателя согласно седьмому варианту осуществления изобретения.

Фиг.10B представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя согласно седьмому варианту осуществления изобретения.

Фиг.10C представляет собой увеличенный вид основных составляющих элементов пламенного нагревателя согласно седьмому варианту осуществления изобретения.

Фиг.10D представляет собой увеличенный вид основных составляющих элементов пламенного нагревателя согласно седьмому варианту осуществления изобретения.

Фиг.11A представляет собой вид спереди в разрезе пламенного нагревателя согласно восьмому варианту осуществления изобретения.

Фиг.11B представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя согласно восьмому варианту осуществления изобретения.

Фиг.11C представляет собой увеличенный вид основных составляющих элементов пламенного нагревателя согласно восьмому варианту осуществления изобретения.

Фиг.12A представляет собой вид спереди в разрезе пламенного нагревателя согласно девятому варианту осуществления изобретения.

Фиг.12B представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя согласно девятому варианту осуществления изобретения.

Фиг.12C представляет собой увеличенный вид основных составляющих элементов пламенного нагревателя согласно девятому варианту осуществления изобретения.

Фиг.13A представляет собой вид сверху внутренней трубки с тела необтекаемой формы пламенного нагревателя согласно десятому варианту осуществления изобретения.

Фиг.13B представляет собой вид сбоку в разрезе внутренней трубки пламенного нагревателя согласно десятому варианту осуществления изобретения.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Аспекты вариантов осуществления нагревателя согласно настоящему изобретению будут описаны ниже со ссылками на фиг.1-фиг.13. Поскольку каждая ссылочная позиция, используемая в описании ниже, обозначает каждый элемент с размером, позволяющим его опознать, соответствующие изменения могут быть сделаны в отношении размеров каждого элемента.

Первый вариант осуществления изобретения

Фиг.1A представляет собой вид спереди в разрезе пламенного нагревателя 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, а фиг.1B представляет собой вид сбоку в разрезе.

Пламенный нагреватель 1 схематично включает в себя внешнюю трубку 10, работающую как излучающая трубка, изготовленную из жаропрочного металла и закрытую на дистальном конце, и внутреннюю трубку 20 из жаропрочного металла, консольно удерживаемую с помощью поддерживающего средства (не показано) на конце основания (левая сторона фиг.1A), расположенную во внутренней части 10 внешней трубки и имеющую питающий канал 21 для пламенного газа G во внутренней части.

Горючий газ G включает в себя предварительно смешанный газ топлива и воздух или предварительно смешанный газ топлива и кислородосодержащего газа. Топливо включает в себя метан, пропан или т.п. Кроме того, может быть использовано жидкое топливо путем выполнения предварительного парообразования.

Внешняя трубка 10 имеет круглую цилиндрическую форму с нижней частью, закрытой на дистальном конце, при этом она соединена на конце основания с выпускной трубкой 11, через которую выводится отработанный газ.

Внутренняя трубка 20 имеет круглую цилиндрическую форму с нижней частью, закрытой на дистальном конце таким же образом, как и внешняя трубка 10, при этом она соединена на конце основания с механизмом подачи предварительно смешанного газа (не показан) для подачи пламенного газа G выше. Например, весь предварительно смешанный газ может быть подан с коэффициентом избытка воздуха 1,0-1,6.

Внутренняя трубка 20 расположена эксцентрически на внутренней стороне внешней трубки 10 на дистальном конце, чтобы, таким образом, создать пространство 30 сгорания между внешней периферийной поверхностью 20A и внутренней периферийной поверхностью 10A внешней трубки 10.

Внешняя периферийная поверхность 20A внутренней трубки 20 имеет первую область 22, на которой расстояние до внутренней периферийной поверхности 10A внешней трубки 10 является самым маленьким, и вторую область 23, в которой это расстояние больше, чем в первой области 22. Более конкретно, на внешней периферийной поверхности 20A первая область (линия шины) 22, которая имеет самое маленькое расстояние до внутренней периферийной поверхности 10A внешней трубки 10, образована в осевом направлении на участке, расположенном в эксцентрической ориентации во внутренней трубке 20 (на фиг.1 относится к нижней секции фиг.1B), и в других областях образована вторая область 23, которая имеет большее расстояние до внутренней периферийной поверхности 10A, чем первая область 22.

В первой области 22 множество отверстий 24 (пять в данном примере) разнесены на интервале вдоль первой области 22 и проходят через стенку трубки вдоль направления диаметра в месте, которое является дистальным концом внутренней трубки 20. Устройство воспламенения (не показано) выполнено поблизости от места, обращенного к отверстиям 24 внутренней трубки 20.

Внешняя периферийная поверхность 20A, расположенная дальше по отношению к концу основания (левая сторона фиг.1A), чем область, образующая отверстия 24, является областью P предварительного нагрева для предварительного нагрева пламенного газа G питающего канала 21, использующего сгоревшие газы (пламя).

Далее будет описана операция сгорания в пламенном нагревателе 1.

Горючий газ G, подаваемый из механизма подачи предварительно смешанного газа в питающий канал 21 внутренней трубки 20, выбрасывается из отверстия 24 по направлению к внутренней периферийной поверхности 10A внешней трубки 10.

Поскольку отверстие 24 выполнено в первой области 22, которая имеет самое маленькое расстояние до внутренней периферийной поверхности 10A внешней трубки 10, горючий газ G, который выбрасывается из отверстия 24, сталкивается с противоположной внутренней периферийной поверхностью 10A внешней трубки 10, создает точку S торможения на внутренней периферийной поверхности 10A по отношению к каждому отверстию 24 и демонстрирует разветвленное распределение вдоль внутренней периферийной поверхности 10A в каждой точке S торможения.

Устройство воспламенения воспламеняет горючий газ G поблизости от точки S торможения, чтобы таким образом создать пламя. Горючий газ G, разветвляясь в точке S торможения, течет от места поблизости от первой области 22, которая имеет маленькую площадь сечения, в пространство сгорания, которое находится на противоположной стороне первой области 22 и имеет большую площадь сечения. Как показано на фиг.1B, пламя F образуется с обеих сторон пространства 30 сгорания вокруг внутренней трубки 20.

Поскольку скорость потока газа в точке S торможения равна нулю в это время и поскольку циркулирующий поток создан поблизости струи в направлении к точке S торможения, получающееся пламя удерживается устойчиво.

Горючий газ протекает через пространство 30 сгорания и выходит через выпускную трубку 11. Однако теплообмен с горючим газом (несгоревшим газом) G происходит со стенкой трубки внутренней трубки 20 в области Р предварительного нагрева внутренней трубки 20 на середине пути от пространства 30 сгорания к выпускной трубке 11.

Таким образом, горючий газ G в питающем канале 21 выбрасывается из отверстия 24 в предварительно нагретом состоянии при высокой температуре и за счет этого повышает устойчивость пламени F и поэтому, даже когда газ выбрасывается в маленькое замкнутое пространство 30 сгорания, несгоревшие составляющие компоненты не образуются, и обеспечивается устойчивое горение.

В настоящем варианте осуществления изобретения, как описано выше, точка S торможения для горючего газа G образуется на внутренней периферийной поверхности 10A внешней трубки 10, при этом горючий газ G выбрасывается с такими характеристиками выброса, что образуется циркулирующий поток на периферии точки S торможения. В результате, поскольку горючий газ выбрасывается из отверстия 24, выполненного в стенке трубки внутренней трубки 20, и пламя F поддерживается в точке торможения, устойчивое пламя F может быть легко создано, даже когда изменяется величина потока, не вызывая затрат, в отличие от случая увеличений затрат, связанных с выполнением пористой трубки.

В дополнение, в настоящем варианте осуществления изобретения степень сгорания может быть увеличена путем только увеличения числа отверстий 24. Таким образом, простая конструкция с несколькими составляющими элементами обеспечивает снижение производственных затрат для пламенного нагревателя 1. Кроме того, возможно применение для городских газопроводов низкого давления, поскольку нет необходимости сильно повышать давление подачи горючего газа G, которое используется в случае применения пористой трубки. Кроме того, в настоящем варианте осуществления изобретения простая конструкция выполнена путем размещения внутренней трубки 20 эксцентрически по отношению к внешней трубке 10, чтобы создать первую область 22, которая имеет маленькое расстояние между внешней периферийной поверхностью 20A внутренней трубки 20 и внутренней периферийной поверхностью 10A внешней трубки 10. Поэтому устойчивое пламя F может быть создано и может поддерживаться простым путем и при низких затратах.

Если используется пористая трубка и повышают давление подачи газа, существует возможность, что пламя будет продолжаться до внешней трубки и не будет поддерживаться, при этом выпускной путь для сгоревшего газа не будет обеспечен. Однако в настоящем варианте осуществления изобретения обеспечивается достаточный выпускной путь в пространстве 30 сгорания, обращенном к области (второй области), противоположной первой области 22, и в пространстве, которое находится между соседними отверстиями, при этом не происходит выбрасывания.

В настоящем варианте осуществления изобретения, поскольку точка S торможения образуется на внутренней периферийной поверхности 10A внешней трубки 10 и пламя F поддерживается вдоль внутренней периферийной поверхности 10A, извлечение тепла не нарушается таким образом, как это происходит, когда трубообразное пламя отделяется от внешней трубки 10, при этом эффективность нагрева внешней трубки 10 улучшается.

Второй вариант осуществления изобретения

Далее будет описан второй вариант осуществления изобретения пламенного нагревателя 1 со ссылкой на фиг.2. На чертеже те составляющие элементы, которые являются теми же самыми, что и составные элементы первого варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.1, обозначены теми же ссылочными позициями, и их описание не повторяется.

Отличие второго варианта осуществления изобретения от первого варианта осуществления изобретения заключается в том факте, что второе отверстие для снижения потерь давления газа выполнено отдельно от отверстия 24.

Фиг.2A представляет собой вид сверху внутренней трубки 20, если смотреть из первой области 22, а фиг.2B представляет собой вид сбоку в разрезе пламенного нагревателя 1, включающего в себя внутреннюю трубку 20.

Как показано на фиг.2A, в стенке трубки внутренней трубки 20 выполнено отверстие 24 в первой области 22 и, кроме того, второе отверстие 25 выполнено чередуясь с отверстием 24 вдоль первой области 22 с обеих сторон вокруг первой области 22.

Как показано на фиг.2B, горю