JP2000297910A - 蓄熱式バーナおよび蓄熱式バーナによる燃焼方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼側の蓄熱式バーナにおいて酸素比１．０
未満で燃料の燃焼をおこなった場合でも排気側の蓄熱式
バーナにおいて蓄熱体部へのすすの付着を防止でき蓄熱
体の熱交換効率の低下を防止でき、排ガス中のすすおよ
びＣＯガス含有率を低減化できる蓄熱式バーナおよびそ
の燃焼方法を提供する。 【解決手段】 一端部に燃焼ガス吐出口４を、他端部に
給排気管接続部５をそなえたケーシング２内に蓄熱体６
を収容し、蓄熱体６を流通する燃焼用支燃ガスによる燃
料の燃焼と、他バーナによる燃焼ガスを蓄熱体６を通し
て排出する排気とに、交互に切替えて用いられる蓄熱式
バーナにおいて、燃焼ガス吐出口４と蓄熱体６との間に
再燃焼室７を形成し、再燃焼室７に開口する給気口１０
を、再燃用支燃ガスの供給管に開閉可能に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱式バーナお
よび蓄熱式バーナによる燃焼方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】バーナと蓄熱体を組合わせて成る蓄熱式
バーナを少なくとも一対そなえ、対をなす蓄熱式バーナ
を所定の切替サイクル時間で燃焼側と排気側に切替えて
燃焼側の蓄熱式バーナの燃焼ガスを排気側の蓄熱式バー
ナの蓄熱体を通して排出させるようにした炉は、蓄熱体
による燃焼ガスの回収熱を切替後の燃焼用空気の予熱に
有効利用できるので熱効率がすぐれ、加熱炉その他の各
種工業用炉として多く用いられるようになった。

【０００３】そして上記の排気側の蓄熱式バーナにおけ
る燃焼ガスの熱回収の際には、蓄熱体内を流通する燃焼
ガスの有する顕熱を蓄熱体が奪熱して蓄熱体が昇温する
熱交換がおこなわれるのであるが、この熱交換過程にお
いて燃焼ガスの温度は高温（たとえば８００〜１１００
℃）から低温（たとえば２００〜２５０℃）まで降下
し、その途中で３００〜７００℃のスーティング温度域
を通過する。

【０００４】このためたとえば炉内を還元性雰囲気に維
持したい場合などに、燃焼側の蓄熱式バーナにおいて酸
素比１未満で燃料の燃焼をおこなうと、排気側の蓄熱式
バーナにおいては、上記の熱交換の際のスーティング温
度域通過により燃焼ガス中の未燃炭素成分が、すす
（煤）となって蓄熱体に付着して熱交換効率を低下させ
る。さらにこのすすの一部は排出ガスに含まれてばい煙
として大気中に放出され、また不完全燃焼に伴う燃焼ガ
ス中のＣＯガスもすすと共に放出されるので、これらの
放出を防ぐためには、排ガス系にバーナをそなえた再燃
焼装置などの別途の燃焼装置を設ける必要があり、設備
費や運転費もかさむものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来の
問題点を解決しようとするもので、燃焼側の蓄熱式バー
ナにおいて酸素比１．０未満で燃料の燃焼をおこなった
場合でも排気側の蓄熱式バーナにおいて蓄熱体部へのす
すの付着を防止でき蓄熱体の熱交換効率の低下を防止で
きるとともに、排ガス中のすすおよびＣＯガス含有率を
低減化できる蓄熱式バーナおよび蓄熱式バーナによる燃
焼方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の蓄熱式バ
ーナは、一端部に燃焼ガス吐出口を、他端部に給排気管
接続部をそなえたケーシング内に蓄熱体を収容し、前記
蓄熱体を流通する燃焼用支燃ガスによる燃料の燃焼と、
他バーナによる燃焼ガスを前記蓄熱体を通して排出する
排気とに、交互に切替えて用いられる蓄熱式バーナにお
いて、前記燃焼ガス吐出口と前記蓄熱体との間に再燃焼
室を形成し、前記再燃焼室に開口する給気口を、再燃用
支燃ガスの供給管に開閉可能に接続したことを特徴とす
る。

【０００７】この発明において支燃ガスとは、高純度の
酸素ガス、酸素富化空気、空気など、酸素を少なくとも
一部の組成とする各種ガスを指すものとする。またこの
発明において酸素比とは、燃料の完全燃焼に必要な理論
酸素量に対する、実際の燃焼に使用する支燃ガス中の酸
素量の比を指すものであり、支燃ガスとして空気を使用
する場合の空気比に相当するものである。

【０００８】このように再燃焼室に開口する給気口を再
燃用支燃ガスの供給管に開閉可能に接続したので、排気
時に上記供給管に給気口を連通させて再燃焼室を流通す
る燃焼ガスに再燃用支燃ガスを給気口から供給すること
により、この再燃用支燃ガスによって燃焼ガス中の未燃
分である未燃炭素成分およびＣＯガスが酸化してＣＯ _２
ガスとなり、蓄熱体部におけるすすの発生・付着を抑
制でき、またすすおよびＣＯガスの放出も防止できるの
である。

【０００９】また請求項２記載の蓄熱式バーナは、一端
部に燃焼ガス吐出口を、他端部に給排気管接続部をそな
えたケーシング内に蓄熱体を収容し、前記蓄熱体を流通
する燃焼用支燃ガスによる燃料の燃焼と、他バーナによ
る燃焼ガスを前記蓄熱体を通して排出する排気とに、交
互に切替えて用いられる蓄熱式バーナにおいて、前記燃
焼ガス吐出口と前記蓄熱体との間に再燃焼室を形成し、
前記再燃焼室に開口する給排気口を、該給排気口の外側
に配設した副蓄熱体収容部を経て再燃用支燃ガス供給管
および排気管に切替可能に接続したことを特徴とする。

【００１０】このように再燃焼室に開口する給排気口
を、該給排気口の外側に配設した副蓄熱体収容部を経て
再燃用支燃ガス供給管および排気管に切替可能に接続し
たので、燃焼時には蓄熱体により加熱された燃焼用支燃
ガスの一部を副蓄熱体を通して給排気口から排出し、排
気時には再燃焼室を流通する燃焼ガスに、再燃用支燃ガ
スを副蓄熱体を通して給排気口から供給することによ
り、燃焼時に上記燃焼用支燃ガス（の一部）との熱交換
により副蓄熱体が加熱され、排気時にこの昇温した副蓄
熱体により加熱された再燃用支燃ガスによって、再燃焼
室内の燃焼ガスは高温を維持した状態で該ガス中の未燃
分が効率よく酸化してＣＯ_２ ガスとなり、蓄熱体部に
おけるすすの発生・付着を抑制でき、またすすおよびＣ
Ｏガスの放出も防止できるのである。

【００１１】また請求項３記載の蓄熱式バーナによる燃
焼方法は、請求項１記載の蓄熱式バーナを炉体に少なく
とも一対設け、対をなす両蓄熱式バーナを燃焼側と排気
側に交互に切替えるとともに、前記両蓄熱式バーナのう
ちの燃焼側の蓄熱式バーナにおいては酸素比１．０未満
で燃焼をおこなって炉内を還元性雰囲気に維持し、排気
側の蓄熱式バーナにおいては前記給気口から前記再燃用
支燃ガスを供給することにより前記燃焼による燃焼ガス
中の未燃分を酸化させることを特徴とする。

【００１２】この請求項３の構成によれば、炉内は還元
性雰囲気に維持されるとともに、再燃用支燃ガスの供給
により請求項１記載の発明と同じ作用が得られる。なお
再燃用支燃ガスは常温のまま供給してもよいが、請求項
４記載の発明のように、加熱装置により加熱された再燃
用支燃ガスを用いれば、再燃焼室内の温度低下が防止さ
れ、燃焼ガス中の未燃分の酸化が効率よくおこなえるの
で、特に好ましい。

【００１３】また請求項５記載の蓄熱式バーナによる燃
焼方法は、請求項２記載の蓄熱式バーナを炉体に少なく
とも一対設け、対をなす両蓄熱式バーナを燃焼側と排気
側に交互に切替えるとともに、前記両蓄熱式バーナのう
ちの燃焼側の蓄熱式バーナにおいては、前記蓄熱体によ
り加熱され前記給排気口から前記副蓄熱体を経て排出さ
れる支燃ガスを除いた残余の燃焼用支燃ガスにより酸素
比１．０未満で燃焼をおこなって炉内を還元性雰囲気に
維持し、排気側の蓄熱式バーナにおいては、前記給排気
口から前記副蓄熱体により加熱された前記再燃用支燃ガ
スを供給することにより、前記燃焼による燃焼ガス中の
未燃分を酸化させることを特徴とする。

【００１４】この請求項５の構成によれば、炉内は還元
性雰囲気に維持されるとともに、副蓄熱体により加熱さ
れた再燃用支燃ガスの供給により、請求項２の発明と同
じ作用が得られる。

【００１５】また請求項６記載の蓄熱式バーナによる燃
焼方法は、請求項２記載の蓄熱式バーナを炉体に少なく
とも一対設け、対をなす両蓄熱式バーナを燃焼側と排気
側に交互に切替えるとともに、前記両蓄熱式バーナのう
ちの燃焼側の蓄熱式バーナにおいては、前記蓄熱体によ
り加熱され前記給排気口から前記副蓄熱体を経て排出さ
れる支燃ガスを除いた残余の燃焼用支燃ガスにより酸素
比１．０未満で燃焼をおこなって炉内を還元性雰囲気に
維持し、排気側の蓄熱式バーナにおいては、前記給排気
口から前記副蓄熱体により加熱された前記再燃用支燃ガ
スを供給することにより、前記燃焼による燃焼ガス中の
未燃分を酸化させるとともに、炉内を酸化性雰囲気とす
る場合は前記給排気口の給排気切替を上記還元性雰囲気
形成時とは逆にして、燃焼側の蓄熱式バーナにおいて
は、前記蓄熱体により加熱された燃焼用空気に前記副蓄
熱体により加熱され前記給排気口から供給された再燃用
支燃ガスを加えた燃焼用支燃ガスにより酸素比１．０以
上で燃焼をおこない、排気側の蓄熱式バーナにおいて
は、前記燃焼による燃焼ガスの一部を前記給排気口から
前記副蓄熱体を経て排出し、残余の燃焼ガスを蓄熱体を
経て排出することを特徴とする。

【００１６】この請求項６の構成によれば、炉内を還元
性雰囲気に維持する場合については、前記請求項５と同
じ作用が得られるのに加えて、給排気口の給排気切替を
還元性雰囲気時とは逆にすることにより、燃焼側におい
ては燃焼用支燃ガスは蓄熱体と副蓄熱体により並行して
予熱され、排気側においては燃焼ガスは蓄熱体と副蓄熱
体により並行して排気され両蓄熱体を加熱するので、同
じ装置を用いて炉内を酸化性雰囲気とすることができ、
燃料や燃焼用支燃ガスの複雑な空燃比制御をおこなうこ
となく、給排気口の給排気切替の切替タイミングおよび
切替方向のみによって、酸素比１．０未満の燃焼と１．
０以上の燃焼、すなわち還元性雰囲気と酸化性雰囲気の
切替を、おこなうことが可能となるのである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図１〜図３に示す第１例によ
り、この発明の実施の形態を説明する。図１において、
１は蓄熱式バーナで、そのケーシング２は、炉体３への
取付側である一端部に燃焼ガス吐出口４を、他端部には
給排気管接続部５をそなえ、この給排気管接続部５寄り
の内部に、通気性セラミックス等から成る蓄熱体６を収
容してあり、７はこの蓄熱体６と燃焼ガス吐出口４との
間に形成した再燃焼室である。８は燃料ガス供給管９に
接続される燃料ガス吹込口である。

【００１８】１０は再燃焼室７に開口する給気口で、こ
の例ではバーナの燃焼用支燃ガスとして空気を用い、こ
のバーナの燃焼用空気の一部を分流して再燃用支燃ガ
ス、すなわち再燃用空気として用いているので、給気口
１０は、上記燃焼用空気供給用の給気管１１に接続され
ている。

【００１９】またこの例では、給排気管接続部５内に、
三方弁形式の方向切換弁１５を内蔵しており、直角状に
屈曲したケーシング端壁５ａに設けた空気供給口１６と
排気口１７を、図示しないソレノイドにより回動操作さ
れる弁軸１８に固着した板状の弁体１９により開閉し
て、空気供給口１６と排気口１７の一方を開き、他方を
閉じるようになっている。そして空気供給口１６は給気
管１１に、排気口１７は排気管１２に、それぞれ接続さ
れる。なおケーシング２の燃焼ガス吐出口４寄りの位置
には、着火用のパイロットバーナが設けられているが、
その図示は省略する。

【００２０】図２および図３は、上記の蓄熱式バーナ１
の使用状態を示し、蓄熱式バーナ１は炉体３に少なくと
も一対取付けて用いられるが、図においてその対をなす
蓄熱式バーナ１に、符号１ａ，１ｂを付して区別する。
なおこれら蓄熱バーナ１ａ，１ｂは、炉体３の対向する
両側壁に設けた例を示してあるが、一方の側壁に上下位
置をずらせるなどして設けてもよい。

【００２１】各蓄熱式バーナ１ａ，１ｂに接続した給気
管１１は、給気用の送風機２１に接続され、排気管１２
は排気用の送風機２２に接続され、また各給気口１０に
接続した給気管１１の給気口１０寄りの位置には、開閉
弁２３，２４を設けてある。また各燃料ガス吹込口８に
接続した燃料ガス供給管９の燃料ガス吹込口８寄りの位
置には、開閉弁２５，２６を設けてある。

【００２２】上記のバーナ燃焼系統をそなえた炉におい
て、炉体３内の加熱室２７を還元性雰囲気にして図示し
ない被処理材の加熱をおこなうには、蓄熱式バーナ１
ａ，１ｂは従来と同様に燃焼側と排気側に交互に切替え
て燃料ガスの燃焼をおこなうのであるが、図２は蓄熱式
バーナ１ａを燃焼側に切替えた状態を示し、図中の配管
系で無塗色部分は、空気やガス管の流通のない部分を示
し、以下他の図においても同様とする。

【００２３】図２に示すように、蓄熱式バーナ１ａにお
いては、方向切換弁１５を空気供給口１６（図１参照）
開放状態とし、開閉弁２５を開、開閉弁２３を閉とし
て、燃料ガス吹込口８より吹込まれる燃料ガスに対し
て、空気供給口１６内に理論空気量より少ない空気量
（たとえば理論空気量×０．９５）の燃焼用空気を送入
し、空気比（酸素比）１．０未満で燃焼をおこない、加
熱室２７内を還元性雰囲気に維持する。なおこのとき燃
焼用空気は、前工程で排気側として使用中に蓄熱された
蓄熱体６を通過する際に予熱される。

【００２４】一方排気側の蓄熱式バーナ１ｂにおいて
は、方向切換弁１５を排気口１７開放状態とし、開閉弁
２６を閉、開閉弁２４を開とし、給気口１０から再燃焼
室７内に、蓄熱式バーナ１ａにおける燃焼用空気に加算
すれば空気比１．０以上となるだけの空気量（たとえば
理論空気量×０．１５）の再燃用空気を供給する。この
再燃用空気は、燃焼ガス吐出口４から流入する燃焼ガス
中に供給されて、該燃焼ガス中の未燃分である未燃炭素
およびＣＯガスを酸化（燃焼）させるので、蓄熱体６部
通過時におけるすすの発生・付着を防止できるとともに
これら未燃分の大気中への放出を防止できる。未燃分酸
化後の燃焼ガスは排気管１２を経て排気され、このとき
蓄熱体６は燃焼ガスの通過により加熱されて昇温する。

【００２５】上記の燃焼および排気を所定時間（たとえ
ば３０秒間）おこなったら、図３に示すよう蓄熱式バー
ナ１ｂを燃焼側に、蓄熱式バーナ１ａを排気側に切替え
る。この切替えは、各蓄熱式バーナの方向切換弁１５お
よび開閉弁２３〜２６の開閉を、上記図２の場合と反対
にすることによりおこなう。そして上記と同様にして蓄
熱式バーナ１ｂにおいては燃料ガスを空気比１．０未満
で燃焼させ、蓄熱式バーナ１ａにおいては再燃用空気の
再燃焼室７への供給をおこない、加熱室２７内の還元性
雰囲気の維持と、燃焼ガス中の未燃分の酸化とをおこな
い、以下同様にして燃焼側と排気側の切替をおこなう。

【００２６】なお上記においては、給気口１０から再燃
焼室７内へ常温の燃焼用空気を再燃用ガスとして供給し
たが、図２および図３に鎖線で示すように、給気口１０
に至る給気管１１にたとえばレキュペレータや電熱ヒー
タなどの加熱装置２８を設けて、これによって加熱した
再燃用ガス（空気）を再燃焼室７内に供給するようにし
てもよく、この場合は再燃焼室７内の燃焼ガスの温度低
下が抑制されるので、燃焼ガス中の未燃分の酸化が効率
よくおこなえる。また再燃用ガスとしては、上記の燃焼
用空気のほかに、酸素ガスや、酸素富化空気を用いても
よく、この場合は再燃用ガス量は少なくて済む。

【００２７】次に図４〜図８に示す第２例により、この
発明の実施の形態を説明する。図４に示す蓄熱式バーナ
３１は、前記第１例における給気口１０のかわりに設け
た再燃焼室７に開口する給排気口３２およびその関係構
造部が異るだけで、他は第１例の蓄熱式バーナ１と同構
造を有するので、第１例と同一部分には同一符号を付し
てそれらの部分の詳細な説明は省略する。（図５〜図８
についても同様とする。）

【００２８】再燃焼室７に開口する給排気口３２の外側
には、蓄熱体６と同種材料で小容量の副蓄熱体３３を収
容する収容室３４が、ケーシング２に連設され、この収
容室３４の副蓄熱体３３の外側部分には、方向切換弁１
５と同構造の方向切換弁３５が内蔵されている。すなわ
ち、収容室３４の直角状に屈曲した端壁３４ａに設けた
給気口３６と排気口３７を、方向切換弁３５と同様な回
動式弁軸３８に固着した弁体３９により開閉切換するよ
うになっており、給気口３６は給気管１１に、排気口３
７は排気管１２に、それぞれ接続される。

【００２９】図５および図６は、上記の蓄熱式バーナ３
１の使用状態を示し、第１例と同様に、対をなす蓄熱式
バーナ３１に符号３１ａ，３１ｂを付して区別してあ
り、また第１例における給気口１０に至る給気管１１の
接続および開閉弁２３，２４がないかわりに、副蓄熱体
３３の収容室３４の方向切換弁３５側部分（詳しくは給
気口３６および排気口３７）に、給気管１１および排気
管１２を接続した点が、図２，３とは異るが、他の配管
系統は図２，３と同じであり、これらの図と同一部分に
は同一符号を付して図示してある。

【００３０】上記のバーナ燃焼系統をそなえた炉におい
て、炉体３内の加熱室２７を還元性雰囲気にして図示し
ない被処理材の加熱をおこなうには、蓄熱式バーナ３１
ａ，３１ｂは従来と同様に燃焼側と排気側に交互に切替
えて燃料ガスの燃焼をおこなうのであるが、図５は蓄熱
式バーナ３１ａを燃焼側に切替えた状態を示し、図中の
配管系で無塗色部分は、空気やガス管の流通のない部分
を示し、以下他の図においても同様とする。

【００３１】図５に示すように蓄熱式バーナ３１ａにお
いては、方向切換弁１５を空気供給口１６（図４参照）
開放状態、方向切換弁３５を排気口３７（図４参照）開
放状態とし、開閉弁２５を開として、燃料ガス吹込口８
より吹込まれる燃料ガスに対して、空気供給口１６内に
先ず理論空気量より多い空気量（たとえば理論空気量×
１．１）の燃焼用空気を送入し、前工程で排気側として
使用中に蓄熱された蓄熱体６の通過により予熱された燃
焼用空気中から、所定量（たとえば理論空気量×０．１
５）の燃焼用空気を給排気口３２から排気口３７を経て
排出し、残余（この例では理論空気量×０．９５）の燃
焼用空気により空気比１．０未満で燃焼をおこない、加
熱室２７内を還元性雰囲気に維持する。このとき給排気
口３２から排出される予熱された燃焼用空気により副蓄
熱体３３が加熱され昇温する。

【００３２】一方排気側の蓄熱式バーナ３１ｂにおいて
は、方向切換弁１５を排気口１７開放状態、方向切換弁
３５を給気口３６開放状態とし、開閉弁２６を閉とし、
給排気口３２から再燃焼室７内に、蓄熱式バーナ３１ａ
における燃焼用空気に加算すれば空気比１．０以上とな
るだけの空気量（たとえば理論空気量×０．１５）の再
燃用空気を供給する。この再燃用空気は、前工程で燃焼
側として使用中に蓄熱された副蓄熱体３３を通過する際
に予熱されたのち、燃焼ガス吐出口４から流入する燃焼
ガス中に供給されて、該燃焼ガスを高温に維持した状態
で該燃焼ガス中の未燃分である未燃炭素およびＣＯガス
を酸化（燃焼）させるので、蓄熱体６部通過時における
すすの発生・付着を防止できるとともにこれら未燃分の
大気中への放出を防止できる。未燃分酸化後の燃焼ガス
は排気管１２を経て排気され、このとき蓄熱体６は燃焼
ガスの通過により加熱されて昇温する。

【００３３】上記の燃焼および排気を所定時間（たとえ
ば３０秒間）おこなったら、図６に示すよう蓄熱式バー
ナ３１ｂを燃焼側に、蓄熱式バーナ３１ａを排気側に切
替える。この切替えは、各蓄熱式バーナの方向切換弁１
５，３５および開閉弁２５，２６の開閉を、上記図５の
場合と反対にすることによりおこなう。そして上記と同
様にして蓄熱式バーナ３１ｂにおいては燃料ガスを空気
比１．０未満で燃焼させ、蓄熱式バーナ３１ａにおいて
は予熱された再燃用空気の再燃焼室７への供給をおこな
い、加熱室２７内の還元性雰囲気の維持と、燃焼ガス中
の未燃分の酸化とをおこない、以下同様にして燃焼側と
排気側の切替をおこなう。

【００３４】上記において各蓄熱式バーナ３１ａ，３１
ｂの空気供給口１６内への燃焼用空気の送入風量、給排
気口３２からの燃焼用空気の排気風量および再燃用空気
の給気風量等の設定は、これら給排気口部近傍の給気管
１１および排気管１２に設けた絞り弁あるいは流量調整
弁（図示しない）を所定の開度にセットすることにより
おこなうことができる。

【００３５】またこの例の上記蓄熱式バーナをそなえた
燃焼装置は、燃焼側の蓄熱式バーナにおいて空気比１．
０以上で燃焼をおこない、炉内を酸化性雰囲気に維持し
て被処理材の加熱等をおこなう場合にも、開閉弁の切換
操作を上記と変えるだけで、そのまま使用することがで
きるので、以下図７および図８により説明する。

【００３６】図７は蓄熱式バーナ３１ａを燃焼側に切換
えた場合を示し、方向切換弁３５を給気口３６開放状態
とし、排気側の蓄熱式バーナ３１ｂの方向切換弁３５を
排気口３７開放状態とした点以外は、図５と同状態の各
機器を用いて図５と同風量の給排気をおこなう。すなわ
ち、蓄熱式バーナ３１ａにおいては、給気管１１から空
気供給口１６内に図５と同風量（理論空気量×１．１）
の燃焼用空気を供給するとともに、給排気口３２内に図
５と同風量（理論空気量×０．１５）の燃焼用空気を供
給し、空気比１以上（この例では１．２５）で燃焼をお
こない、加熱室２７内を酸化性雰囲気に維持する。

【００３７】また排気側の蓄熱式バーナ３１ｂにおいて
は、給排気口３２から図５と同風量（理論空気量×０．
１５）の燃焼ガスを排気し、排気口１７から図５と同風
量（理論空気量×１．１）の燃焼ガスを排気し、これら
各燃焼ガスにより副蓄熱体３３および蓄熱体６を加熱・
昇温させて蓄熱状態とする。

【００３８】上記の燃焼および排気を所定時間おこなっ
たら、図８に示すように蓄熱式バーナ３１ｂを燃焼側
に、蓄熱式バーナ３１ａを排気側に切替える。この切替
えは、各蓄熱式バーナの方向切換弁１５，３５および開
閉弁２５，２６の開閉を、図７の場合と反対にすること
によりおこなう。そして上記と同様にして蓄熱式バーナ
３１ｂにおいては燃料ガスを空気１．０以上で燃焼さ
せ、蓄熱式バーナ３１ａにおいては排気口１７と給排気
口３２から燃焼ガスの排気をおこなう。

【００３９】このように、空気比１．０未満で燃焼をお
こない炉内を還元性雰囲気に維持する図５および図６の
燃焼パターンに対して、同一装置を用いて方向切換弁３
５による給排気口３２の給排気を反対にするだけで、空
気比１．０以上で燃焼をおこない炉内を酸化性雰囲気に
維持する図７および図８の燃焼パターンを得ることがで
き、燃料や燃焼用空気の空燃比制御をおこなうことなく
簡単な装置および操作により所定の空気比の還元性およ
び酸化性雰囲気の切替をおこなうことができ、被処理材
の変更に伴う炉内雰囲気の変更や、炉内昇温初期のみ安
定燃焼のために酸化性雰囲気とする場合など、必要とさ
れる雰囲気の切替えに迅速容易に対処できるのである。

【００４０】この発明は上記各例に限定されるものでは
なく、たとえば再燃焼室７の具体的形状や、給気口１０
および給排気口３２の開口位置などは、上記以外のもの
としてもよく、また燃焼用や再燃用の空気量および燃焼
時の空気比（あるいは酸素比）等の数値も、上記以外の
ものとしてもよい。また上記各例では、給排気管接続部
５に対する給排気の切替を１個の方向切換弁１５によ
り、また給排気口３２に対する給排気の切替を１個の方
向切換弁３５により、それぞれおこなう構成としたの
で、切替を迅速におこなえ、また配管が簡潔化され装置
がコンパクトとなるという長所を有するものであるが、
上記の１個の方向切換弁のかわりに、給気系開閉用およ
び排気系開閉用の２個の開閉弁を組合わせて使用するこ
ともできる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
燃焼側の蓄熱式バーナにおいて酸素比１．０未満で燃料
の燃焼をおこなった場合でも、排気側の蓄熱式バーナに
おいて再燃焼室を流通する燃焼ガスに再燃用支燃ガスを
供給することにより、燃焼ガス中の未燃分が酸化される
ので、蓄熱体部におけるすすの発生および付着を防止で
き、蓄熱体の熱交換効率の低下を防止できるとともに、
排ガス中のすすおよびＣＯガス含有率を低減化でき、ま
た未燃分再燃焼装置を別個に設ける必要もないので設備
費や運転費もかさまない。

【００４２】また上記の効果に加えて、請求項２，４，
５記載の発明によれば、加熱された再燃用支燃ガスを用
いるので、再燃焼室内は高温に維持され未燃分を効率よ
く酸化させることができ、さらに請求項２，５記載の発
明によれば、再燃用支燃ガスを、燃焼時に燃焼用支燃ガ
ス（の一部）との熱交換により蓄熱した副蓄熱体により
加熱するようにしたので、蓄熱式バーナと一体化したコ
ンパクトな加熱装置により再燃用支燃ガスの加熱をおこ
なうことができる。

【００４３】また上記の請求項５記載の発明による効果
に加えて、請求項６記載の発明によれば、燃料や燃焼用
空気の複雑な空燃比制御をおこなうことなく、給排気口
の給排気切替の切替タイミングおよび切替方向のみによ
って、酸素比１．０未満の燃焼と１．０以上の燃焼、す
なわち還元性雰囲気と酸化性雰囲気の切替を、おこなう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の第１例を示す蓄熱式バ
ーナの縦断面図である。

【図２】図１の蓄熱式バーナの使用状態を示す配管系統
図である。

【図３】図１の蓄熱式バーナの使用状態における他の燃
焼パターンを示す配管系統図である。

【図４】この発明の実施の形態の第２例を示す蓄熱式バ
ーナの縦断面図である。

【図５】図４の蓄熱式バーナの使用状態を示す配管系統
図である。

【図６】図４の蓄熱式バーナの使用状態における他の燃
焼パターンを示す配管系統図である。

【図７】図４の蓄熱式バーナの他の使用状態を示す配管
系統図である。

【図８】図４の蓄熱式バーナの他の使用状態における他
の燃焼パターンを示す配管系統図である。

【符号の説明】 １…蓄熱式バーナ、１ａ…蓄熱式バーナ、１ｂ…蓄熱式
バーナ、２…ケーシング、３…炉体、４…燃焼ガス吐出
口、５…給排気管接続部、６…蓄熱体、７…再燃焼室、
１０…給気口、１１…給気管、１２…排気管、１５…方
向切換弁、２３…開閉弁、２４…開閉弁、３１…蓄熱式
バーナ、３１ａ…蓄熱式バーナ、３１ｂ…蓄熱式バー
ナ、３２…給排気口、３３…副蓄熱体、３４…収容室、
３５…方向切換弁。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に燃焼ガス吐出口を、他端部に給
   排気管接続部をそなえたケーシング内に蓄熱体を収容
   し、前記蓄熱体を流通する燃焼用支燃ガスによる燃料の
   燃焼と、他バーナによる燃焼ガスを前記蓄熱体を通して
   排出する排気とに、交互に切替えて用いられる蓄熱式バ
   ーナにおいて、前記燃焼ガス吐出口と前記蓄熱体との間
   に再燃焼室を形成し、前記再燃焼室に開口する給気口
   を、再燃用支燃ガスの供給管に開閉可能に接続したこと
   を特徴とする蓄熱式バーナ。
2. 【請求項２】 一端部に燃焼ガス吐出口を、他端部に給
   排気管接続部をそなえたケーシング内に蓄熱体を収容
   し、前記蓄熱体を流通する燃焼用支燃ガスによる燃料の
   燃焼と、他バーナによる燃焼ガスを前記蓄熱体を通して
   排出する排気とに、交互に切替えて用いられる蓄熱式バ
   ーナにおいて、前記燃焼ガス吐出口と前記蓄熱体との間
   に再燃焼室を形成し、前記再燃焼室に開口する給排気口
   を、該給排気口の外側に配設した副蓄熱体収容部を経て
   再燃用支燃ガス供給管および排気管に切替可能に接続し
   たことを特徴とする蓄熱式バーナ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の蓄熱式バーナを炉体に少
   なくとも一対設け、対をなす両蓄熱式バーナを燃焼側と
   排気側に交互に切替えるとともに、前記両蓄熱式バーナ
   のうちの燃焼側の蓄熱式バーナにおいては酸素比１．０
   未満で燃焼をおこなって炉内を還元性雰囲気に維持し、
   排気側の蓄熱式バーナにおいては前記給気口から前記再
   燃用支燃ガスを供給することにより前記燃焼による燃焼
   ガス中の未燃分を酸化させることを特徴とする蓄熱式バ
   ーナによる燃焼方法。
4. 【請求項４】 前記再燃用支燃ガスが、加熱装置により
   加熱された再燃用支燃ガスである請求項３記載の蓄熱式
   バーナによる燃焼方法。
5. 【請求項５】 請求項２記載の蓄熱式バーナを炉体に少
   なくとも一対設け、対をなす両蓄熱式バーナを燃焼側と
   排気側に交互に切替えるとともに、前記両蓄熱式バーナ
   のうちの燃焼側の蓄熱式バーナにおいては、前記蓄熱体
   により加熱され前記給排気口から前記副蓄熱体を経て排
   出される支燃ガスを除いた残余の燃焼用支燃ガスにより
   酸素比１．０未満で燃焼をおこなって炉内を還元性雰囲
   気に維持し、排気側の蓄熱式バーナにおいては、前記給
   排気口から前記副蓄熱体により加熱された前記再燃用支
   燃ガスを供給することにより、前記燃焼による燃焼ガス
   中の未燃分を酸化させることを特徴とする蓄熱式バーナ
   による燃焼方法。
6. 【請求項６】 請求項２記載の蓄熱式バーナを炉体に少
   なくとも一対設け、対をなす両蓄熱式バーナを燃焼側と
   排気側に交互に切替えるとともに、前記両蓄熱式バーナ
   のうちの燃焼側の蓄熱式バーナにおいては、前記蓄熱体
   により加熱され前記給排気口から前記副蓄熱体を経て排
   出される支燃ガスを除いた残余の燃焼用支燃ガスにより
   酸素比１．０未満で燃焼をおこなって炉内を還元性雰囲
   気に維持し、排気側の蓄熱式バーナにおいては、前記給
   排気口から前記副蓄熱体により加熱された前記再燃用支
   燃ガスを供給することにより、前記燃焼による燃焼ガス
   中の未燃分を酸化させるとともに、炉内を酸化性雰囲気
   とする場合は前記給排気口の給排気切替を上記還元性雰
   囲気形成時とは逆にして、燃焼側の蓄熱式バーナにおい
   ては、前記蓄熱体により加熱された燃焼用支燃ガスに前
   記副蓄熱体により加熱され前記給排気口から供給された
   再燃用支燃ガスを加えた燃焼用支燃ガスにより酸素比
   １．０以上で燃焼をおこない、排気側の蓄熱式バーナに
   おいては、前記燃焼による燃焼ガスの一部を前記給排気
   口から前記副蓄熱体を経て排出し、残余の燃焼ガスを蓄
   熱体を経て排出することを特徴とする蓄熱式バーナによ
   る燃焼方法。