CN101055074A

CN101055074A - 蓄热式燃烧器和加热炉

Info

Publication number: CN101055074A
Application number: CNA2007100055502A
Authority: CN
Inventors: 户松三男; 野新也
Original assignee: YOKOI MACHINE CO Ltd
Current assignee: YOKOI MACHINE CO Ltd
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2027-02-12
Also published as: CN100561045C; JP2007278670A; JP4892270B2

Abstract

本发明提供一种蓄热式燃烧器和加热炉，能够切换火焰的方向，使火焰的形状最佳。在作为炉壁的一部分的烧嘴砖上形成的气体供给孔内，配置有将气体向前方导出的燃烧器喷嘴(7)，在夹着气体供给孔的两侧设有具有可透气的蓄热材料(13)的进排气孔(9、10)，并且，在气体供给孔内夹着燃烧器喷嘴(7)地配置有向进排气孔(9、10)的前方喷出高压空气的空气喷嘴(7a、7b)。从空气喷嘴(7a)喷出的高压空气以夹着燃烧器喷嘴(7)的方式被导向进排气孔(10)的前方，从空气喷嘴(7b)喷出的高压空气以夹着燃烧器喷嘴(7)的方式被导向进排气孔(9)的前方。

Description

蓄热式燃烧器和加热炉

技术领域

本发明涉及一种蓄热式燃烧器和组装有该蓄热式燃烧器的加热炉。

背景技术

作为蓄热式燃烧器，如专利文献1所记载的那样，有这样的双燃烧器类型：在炉壁上设置了在相互交叉设置的两个方向上具有连通孔的蓄热体，在炉体内，在上述蓄热体连通孔中分别连接有进排气管，并且在面向炉体内的蓄热体连通孔的附近配置有燃烧器喷嘴，从与一个蓄热体连通孔连接的进排气管向炉内导入燃烧空气，并且在炉内从上述蓄热体连通孔附近的燃烧器喷嘴喷出燃料并使其燃烧，另一方面，与下述两个动作一起每隔预定时间交替地执行上述一个蓄热体连通孔中的排热回收动作，即，使燃烧气体通过燃烧空间与炉内蓄热体的另一个蓄热体连通孔连通并回收排热的动作；和由另一个蓄热体连通孔中的进排气管和另一个蓄热体连通孔附近的燃烧器喷嘴进行的燃烧动作。

在上述专利文献1所记载的双燃烧器类型中，需要两个独立的燃烧器喷嘴，并且交替地切换这两个燃烧器喷嘴的切换机构是不可或缺的。因此如专利文献2和专利文献3所记载的那样，提出了这样的组合燃烧器类型：通过在能够左右切换燃料的喷出方向的燃烧器喷嘴的两侧分别设置进排气孔，来将左右独立设置的燃烧器喷嘴集中到中央从而变成一个燃烧器喷嘴。

另外在上述专利文献3中，作为变更示例，公开了通过改变燃烧器喷嘴的方向来切换燃料喷出方向的方式的单燃烧器类型，并且在专利文献3中，作为现有示例，公开了在燃烧前把空气预先混合到燃料中的结构(图4)。另外，在专利文献4中，也公开了通过使燃烧器喷嘴的前端分为两股来使燃料向左右两个方向喷出的方式的单燃烧器类型，专利文献3所记载的装置中能够改变燃料的喷出方向的燃烧器只需要一个喷嘴即可，而专利文献4所记载的装置连改变燃烧器喷嘴的方向都不需要。另外，如专利文献5所记载的那样，也有使燃料的喷出方向朝向正面的单燃烧器类型。

专利文献1：日本专利公报特开平10-54667号

专利文献2：日本专利公报特开2002-81868号

专利文献3：日本专利公报特开平8-285266号

专利文献4：日本专利公报特开平9-89242号

专利文献5：日本专利公报特开平6-46138号

在双燃烧器类型和组合燃烧器类型中，需要用于交替利用两个燃烧器喷嘴的切换机构，另外，在通过改变燃烧器喷嘴的方向来切换燃料喷出方向的单燃烧器类型中，需要用于改变燃料喷出方向的切换机构，与此相对，在通过使燃烧器喷嘴的前端分为两股来使燃料向左右两个方向喷出的方式的单燃烧器类型中，虽然不需要切换，但是，向将燃烧空气导入的进排气孔侧喷出的燃料完全燃烧，而向将燃烧排出气体导出的进排气孔侧喷出的燃料瞬间就被吸入到进排气孔内，在不完全燃烧的状态下直接排出。另外，在专利文献5所记载的单燃烧器类型中，由于火焰朝向正面扩张，所以不适合使火焰在环状燃烧室内向右或向左转的加热炉。

另外，在专利文献3的现有示例中，预先将空气混合在燃料中，但是空气相对于燃料的最佳比率根据炉压、空气压力和燃料压力而变化，而炉压、空气压力根据炉温变化较大，所以难以始终进行最佳的预混合。

发明内容

技术方案一所述的发明是一种蓄热式燃烧器，其特征在于，在形成于炉壁的燃料供给孔内配置有将燃料向前方导出的燃烧器喷嘴，在夹着燃料供给孔的两侧设有具有可透气的蓄热材料的进排气孔，并且，在燃料供给孔内夹着燃烧器喷嘴地配置有向进排气孔的前方喷出高压空气的空气喷嘴，从空气喷嘴喷出的高压空气将从燃烧器喷嘴导出的燃料导向进排气孔的前方。

根据上述发明，技术方案二所述的发明的特征在于，在进排气孔之间设有向炉内突出的壁。

技术方案三所述的发明是一种蓄热式燃烧器，其特征在于，在形成于炉壁的燃料供给孔内配置有将燃料向前方导出的燃烧器喷嘴，在夹着燃料供给孔的两侧设有具有可透气的蓄热材料的进排气孔，在进排气孔之间设有向炉内突出的壁。

技术方案四所述的发明是一种加热炉，其特征在于，上述加热炉组装有上述蓄热式燃烧器。

根据技术方案一所述的发明，可达到这样的效果：能够通过高压空气的作用切换火焰的方向，能够使火焰的形状最佳。

根据技术方案二所述的发明，通过进而设置壁，在上述效果的基础上，还达到了防止所谓的短路从而使燃烧效率极其良好的效果。

根据技术方案三所述的发明，通过设置壁，达到了防止短路从而使燃烧效率极其良好的效果。

根据技术方案四所述的发明，达到了能够提供发挥上述效果的加热炉的效果。

附图说明

图1是具有本发明的实施方式的蓄热式燃烧器的加热炉的纵截面说明图。

图2是具有本发明的实施方式的蓄热式燃烧器的加热炉的横截面说明图。

图3是本发明的实施方式的蓄热式燃烧器的正面说明图。

图4是本发明的实施方式的蓄热式燃烧器的横截面说明图。

标号说明

1：加热炉；2：坩埚；2a：凸缘；3：燃烧器单元；4：烧嘴砖；5：环状燃烧室；6：底座；7：燃烧器喷嘴；7a、7b：空气喷嘴；8：气体供给孔；9、10：进排气孔；11、12：切换阀；13：蓄热材料；14：壁。

具体实施方式

下面根据适当的附图说明具有本发明的一个实施方式的蓄热式燃烧器的加热炉。图1是该加热炉1的纵截面图，图2是加热炉1的横截面图。在加热炉1的炉内中央设置有坩埚2。另外，在加热炉1的侧壁装备有组装了气体燃烧器单元3的烧嘴砖4，烧嘴砖4成为炉壁的一部分。

加热炉1具有横截面为圆形且上表面敞开的炉内空间，在该炉内空间中，截面为U字状的坩埚2由设于上边缘的凸缘2a浮动支承，在炉内空间的炉壁和坩埚2的周面之间形成有环状燃烧室5。此外，在炉内空间的底面中央设置有底座6，也可以在该底座6上直接载置坩埚。

气体燃烧器单元3以突出状态具有一个燃烧器喷嘴7、和配置在该燃烧器喷嘴7两侧的空气喷嘴7a、7b。还如图3和图4所示，燃烧器喷嘴7和空气喷嘴7a、7b配置在贯穿烧嘴砖4的中央的、作为燃料供给孔的气体供给孔8内，燃烧器喷嘴7和空气喷嘴7a、7b的前端面向炉内空间并定位在比气体供给孔8的开口部靠近眼前的位置，空气喷嘴7a、7b的前端和燃烧器喷嘴7的前端对齐，或者定位在比燃烧器喷嘴7的前端靠近炉侧的位置。另外，在气体供给孔8内组装有引燃器(未图示)，该引燃器用于给从燃烧器喷嘴7导出的气体点火。

另一方面，各空气喷嘴7a、7b使前端朝向燃烧器喷嘴7侧弯曲，并且能够从它们的前端喷出高压空气。此处，高压空气是大于大气压但小于可向炉内供给的临界压力的高压空气，但是为了显著地获得后述的作用效果，优选的压力范围是50kPa(千帕)～0.5MPa(兆帕)。从空气喷嘴7a喷出的高压空气以夹着燃烧器喷嘴7的方式被导向进排气孔10的前方，从空气喷嘴7b喷出的高压空气以夹着燃烧器喷嘴7的方式被导向进排气孔9的前方。此外，气体燃烧器单元3中的以阀为首的控制器露出于炉外。

在气体供给孔8的左右设有进排气孔9、10，进排气孔9、10通过切换阀11、12相对于进气道和排气道相互切换连接。另外，在进排气孔9、10内填充有可透气的蓄热材料。各进排气孔9、10的截面是在上下方向较长的长方形形状，各进排气孔9、10在朝向炉内的开口部分形成有向外侧(和上下)扩张的斜面。在进排气孔9、10内填充有可透气的蓄热材料13。此外，在进气道的顶端连接有鼓风机，在排气道的顶端连接有烟囱。

另外，在烧嘴砖4的中央，更详细地说是在进排气孔9、10之间，在气体供给孔8的开口部的上下外侧设有向炉内突出的壁14、14。

接下来说明该加热炉1的运转方式。在右侧的进排气孔9与进气道连接、左侧的进排气孔10与排气道连接的状态下，从左侧的空气喷嘴7b喷出高压空气，另一方面从燃烧器喷嘴7的前端喷出的气体通过引燃器点燃，并从气体供给孔8放出到环状燃烧室5内。放出的气体借助于高压空气而朝向右侧，并与从右侧的进排气孔9导入的燃烧空气和高压空气混合而形成火焰，该火焰在燃烧空气和高压空气的作用下向右侧扩张地流动。

在火焰绕形成于炉壁和坩埚之间的环状燃烧室5内一周的期间，根据被加热的空气会上升的自然规律，火焰沿着坩埚2的周面呈螺旋状流动，到达左侧的进排气孔9的正面或其上方的火焰和燃烧排出气体被吸入到左侧的进排气孔10中。

此处，向炉内突出的壁14由于遮住了燃烧空气、气体和高压空气，所以能够防止燃烧空气等立即被抽吸到进排气孔10中的所谓的短路，防止了不完全燃烧，有助于实现高效率的燃烧。

另外，通过高压空气的喷射，能够使火焰的形状和方向为沿着环状燃烧室5的适当的形状和方向。并且，通过将空气喷嘴设在燃烧器喷嘴的两侧，并使高压空气向左或右切换地喷射，能够向左右切换火焰的方向。而且，通过高压空气的喷出，还能够促进燃烧空气和气体的混合，不再需要进行空气和气体的预先混合，从而能够简化结构。另外，由于是高压，所以能够在几乎不受到炉压变动的影响的情况下将气体和燃烧空气混合在一起，能够使高压空气的供给压力恒定，并能够通过简单的动作维持最佳燃烧。

从左侧的进排气孔10导出的燃烧排出气体在通过蓄热材料13时进行热交换，然后从烟囱放出。在蓄热材料的蓄热量超过一定值的时刻，操作切换阀11、12、把此前与进气道连接的进排气孔9变成与排气道连接，并且把与排气道连接的进排气孔10变成与进气道连接，进而将高压空气的喷射源变为空气喷嘴7a，这时火焰和燃烧排出气体向与上述相反的方向流动并绕炉内一周。

这时，蓄积在与上述排气道连接的进排气孔10内的蓄热材料13中的热能，在切换成与进气道连接的进排气孔10内，与吸入的空气之间进行热交换，由此燃烧空气被预热。

通过这样相对于进气道和排气道交替切换进排气孔9、10，燃烧排出气体中所含有的热能被高效地用于燃烧空气的预热。

下面，例示主要通过改变上述实施方式而形成的本发明的其他实施方式。相对于一个加热炉设置多个蓄热式燃烧器。使燃烧器喷嘴为液体燃料用部件。改变进排气孔的截面形状、路径、个数；蓄热材料的配置和个数；以及空气喷嘴的配置和个数等。

另外，以将燃烧气体导向燃烧空气侧的方式喷出高压空气的空气喷嘴分别组装在两台为一组的双式蓄热燃烧器中。即，在每台上设置进排气孔、燃料供给孔和空气喷嘴，并将它们组合。

或者是具有这样的结构的单端气体燃烧器(在管内燃烧的浸渍式燃烧器)：在气体供给孔的斜向左右上方设置其中一方的一对进排气孔，并且在上述气体供给孔的斜向左右下方设置另一方的一对进排气孔，并且设置可以从燃烧器喷嘴前端的下方或上方朝向上方或下方喷射高压空气的(一对)空气喷嘴，并设置共同包围进排气孔、燃烧器喷嘴、空气喷嘴的外侧前方的管等。

在使用了这样的本发明的管燃烧器中，在达到上述作用效果的基础上，还达到了这样的作用效果：能够借助于高压空气使火焰保持在管前端，与不供给高压空气火焰就不会到达管前端而立即从进排气孔排出的情况相比，能够提供效率极高的燃烧。

Claims

1、一种蓄热式燃烧器，其特征在于，

在形成于炉壁的燃料供给孔内配置有将燃料向前方导出的燃烧器喷嘴，

在夹着燃料供给孔的两侧设有具有可透气的蓄热材料的进排气孔，并且，

在燃料供给孔内夹着燃烧器喷嘴地配置有向进排气孔的前方喷出高压空气的空气喷嘴，

从空气喷嘴喷出的高压空气将从燃烧器喷嘴导出的燃料导向进排气孔的前方。

2、根据权利要求1所述的蓄热式燃烧器，其特征在于，

在进排气孔之间设有向炉内突出的壁。

3、一种蓄热式燃烧器，其特征在于，

在夹着燃料供给孔的两侧设有具有可透气的蓄热材料的进排气孔，

在进排气孔之间设有向炉内突出的壁。

4、一种加热炉，其特征在于，

上述加热炉组装有权利要求1至3中的任一项所述的蓄热式燃烧器。