ท่อเรเดียนท์

พลังงานความร้อนในเตาเผาโดยทั่วไปมาจากการเผาไหม้ของก๊าซที่ติดไฟได้ เช่น ก๊าซธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ก๊าซที่เป็นอันตรายที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้นี้อาจส่งผลเสียต่อสภาพแวดล้อมที่จำเป็นสำหรับการอบชุบด้วยความร้อนในเตาเผา เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงมีการคิดค้นท่อแผ่รังสีเพื่อเผาก๊าซที่ติดไฟได้ภายในท่อนั้นเอง จากนั้นพลังงานความร้อนจะถูกแผ่เข้าไปในเตาเผาโดยท่อแผ่รังสี เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซที่เป็นอันตรายปนเปื้อนสภาพแวดล้อมของเตาเผา เนื่องจากท่อแผ่รังสีให้ความร้อนแก่ชิ้นงานผ่านรังสีที่ผนังท่อ ประสิทธิภาพในการให้ความร้อนจึงส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของการอบชุบด้วยความร้อน ดังนั้น ประสิทธิภาพในการให้ความร้อนของท่อแผ่รังสีจึงเป็นคุณลักษณะสำคัญ
ท่อแผ่รังสีรุ่นแรกสุดที่ประดิษฐ์และใช้ในเยอรมนีในช่วงทศวรรษปี 1930 เป็นท่อตรงชั้นเดียวที่ผ่านเตาเผาในแนวนอนหรือแนวตั้ง ท่อแผ่รังสีรูปตัว U ถูกนำมาใช้ในช่วงต้นทศวรรษปี 1950 เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการทำความร้อน ท่อแผ่รังสีประเภท W จึงได้รับการพัฒนาจากท่อแผ่รังสีประเภท U ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ท่อแผ่รังสีประเภท P จึงถือกำเนิดขึ้น ซึ่งเป็นตัวอย่างทั่วไป นวัตกรรมเพิ่มเติมที่มุ่งเพิ่มประสิทธิภาพการทำความร้อนนำไปสู่การสร้างท่อแผ่รังสีที่มีพื้นผิวคล้ายป่าน ท่อเหล่านี้เมื่อเปรียบเทียบกับท่อแผ่รังสีที่มีพื้นผิวเรียบ จะช่วยเพิ่มพื้นที่ทำความร้อนได้มากกว่า 30% ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำความร้อนได้อย่างมาก
วิวัฒนาการของท่อรังสีโดยทั่วไปจะดำเนินไปตามเส้นทางเทคโนโลยีสองทาง:

ความสม่ำเสมอของการกระจายอุณหภูมิบนพื้นผิวของท่อส่งรังสีเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่สำคัญ โดยส่งผลต่อความสามารถในการให้ความร้อน คุณภาพ และอายุการใช้งานของท่อ ปัจจุบัน ท่อส่งรังสีชนิด U และชนิด W เป็นท่อที่ใช้กันทั่วไปที่สุด ในการออกแบบดั้งเดิม ท่อส่งรังสีมีเตาเผาที่ปลายด้านหนึ่ง ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ จึงได้เพิ่มบล็อกแกนกลางลงในท่อเพื่อเติมก๊าซอุณหภูมิสูง ซึ่งจะช่วยเพิ่มการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนและเพิ่มอุณหภูมิที่ปลายท่อ ต่อมา เพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิเพิ่มเติม จึงได้ติดตั้งเตาเผาที่ปลายทั้งสองด้าน และมีการนำเทคโนโลยีการเผาไหม้แบบพัลส์มาใช้ นอกจากนี้ การปรับเวลาการย้อนกลับการเผาไหม้ของเตาเผาที่ปลายทั้งสองด้านยังช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิได้อีกด้วย
ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความยาวของเปลวไฟ ในตอนแรก เตาเผาสามารถทำการเผาไหม้ได้เพียงขั้นตอนเดียวเท่านั้น เตาเผาแบบสองขั้นตอนซึ่งควบคุมอัตราส่วนอากาศหลักและรองได้รับการพัฒนาเพื่อปรับความยาวของเปลวไฟและปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ การถือกำเนิดของเทคโนโลยีการเผาไหม้แบบฟื้นฟูได้ปรับปรุงความสม่ำเสมอของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ การทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่ออุณหภูมิในการอุ่นอากาศล่วงหน้าเพิ่มขึ้น ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดบนพื้นผิวของท่อแผ่รังสีจะลดลง และค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สม่ำเสมอของอุณหภูมิก็ลดลงเช่นกัน
มีเส้นทางวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีสองเส้นทางในกระบวนการนี้: