JP2002081868A - 加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器を加熱する燃焼室が、平面視で環状に構
成された加熱炉において、加熱効率の向上を図り、並び
に、容器を均等に加熱できるようにしながら、バーナの
設置個数を少なくして、コンパクト化、構成の簡略化及
びメンテナンスの簡素化を一挙に図る。 【解決手段】 環状燃焼室２の外周側における周方向の
特定箇所に、バーナＢが設けられ、そのバーナＢは、環
状燃焼室２からの燃焼排ガスＥの通過により加熱された
蓄熱体９を通過して予熱された燃焼用空気Ａを用いて、
燃料Ｇを燃焼させるように構成されると共に、環状燃焼
室２の周方向の一方側に向けて環状燃焼室２の環状方向
に沿って火炎Ｆを形成する状態と、周方向の他方側に向
けて環状燃焼室２の環状方向に沿って火炎を形成する状
態とに繰り返し切り換えられるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器を加熱する燃
焼室が、平面視で環状に構成された加熱炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる加熱炉の具体例としては、例え
ば、容器にてアルミ等の金属を溶解状態で保持する溶解
保持炉、熱処理対象物を容器内に収納して、焼き鈍しや
焼き入れ等の熱処理を施す熱処理炉等がある。従来は、
図９及び図１０に示すように、環状燃焼室２の外周側に
おける周方向の一箇所に、バーナＢを設け、そのバーナ
Ｂは、燃料と燃焼用空気とを環状燃焼室２の周方向の一
方側に向けて噴出して、環状燃焼室２の周方向の一方側
に向けて火炎Ｆを形成するように構成していた。尚、図
９及び図１０において、３は、横断面形状が円形で且つ
上部が開口した内部空間を備える炉体であり、４は、炉
体３の内部空間の底部に設けて、横断面形状が円形で概
ね椀状の容器１を載置する載置台であり、炉体３の内周
面と、容器１及び載置台４の側周面とにより、平面視で
環状の環状燃焼室２を形成してある。又、３０は、環状
燃焼室２内の燃焼排ガスを排出する煙道である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の加熱炉では、環
状燃焼室２の外周側における周方向の一箇所から、環状
燃焼室の周方向の一方側に向けて火炎を形成して、容器
を加熱する構成であるので、容器において、その周方向
における火炎が存在する側の部分が強く加熱されるの
で、つまり、容器が局所的に加熱されるので、容器を均
等に加熱するという面で改善の余地があった。又、燃焼
排ガスは、環状燃焼室から煙道を通じて、直接外部に排
出されるので、燃焼排ガスにて排出される排熱損失が大
きく、加熱効率を向上する面においても改善の余地があ
った。

【０００４】ちなみに、容器が局所的に加熱されるとい
う問題を解消するために、図１１に示すように、環状燃
焼室２の外周側において、周方向に円周角で１８０°ず
らした２箇所に、１個ずつバーナＢを設け、各バーナＢ
を、燃料と燃焼用空気とを環状燃焼室２の周方向の一方
側に向けて噴出して、環状燃焼室２の周方向の一方側に
向けて火炎Ｆを形成するように構成し、もって、燃焼排
ガスを環状燃焼室２内を旋回させることにより、容器１
をその周方向の略全周にわたって万遍なく加熱するよう
に構成するもの（以下、比較例と称する）が想定され
る。尚、図１１に示す比較例の加熱炉は、図示は省略す
るが、バーナＢを２個設けた以外は、図９及び図１１に
示す従来の加熱炉と同様の構成である。従って、比較例
の加熱炉においても、環状燃焼室内の燃焼排ガスは、環
状燃焼室から煙道を通じて、直接外部に排出されるの
で、排熱損失が大きく、加熱効率を向上する面において
改善の余地があった。又、比較例の加熱炉においては、
環状燃焼室の外周側における周方向の２箇所夫々にバー
ナを設けてあるので、燃料を供給するための構成、燃焼
用空気を供給するための構成、及び、点火したり消火し
たりして燃焼を制御するための構成（以下、これらの構
成を合わせて付帯構成と略記する場合がある）を、各バ
ーナ夫々に対して装備する必要がある。更に、環状燃焼
室が大径化した場合、比較例の加熱炉においては、容器
を周方向の略全周にわたって万遍なく加熱できるように
するには、３箇所以上の周方向の位置夫々に、バーナを
設ける必要があり、そして、付帯構成を各バーナ夫々に
対して装備する必要がある。つまり、比較例の加熱炉で
は、容器を均一に加熱できるものの、バーナの設置個数
が多くなるため、加熱炉の全体構成が複雑になると共
に、加熱炉が大型化し、更には、多数のバーナ及び付帯
構成をメンテナンスする必要があるため、メンテナンス
が複雑になるという問題があった。

【０００５】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、加熱効率の向上を図ること、並
びに、容器を均等に加熱できるようにしながら、バーナ
の設置個数を少なくして、コンパクト化、構成の簡略化
及びメンテナンスの簡素化を一挙に図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記環状燃焼室の外周側
における周方向の特定箇所に、バーナが設けられ、その
バーナは、前記環状燃焼室からの燃焼排ガスの通過によ
り加熱された蓄熱体を通過して予熱された燃焼用空気を
用いて、燃料を燃焼させるように構成されると共に、前
記環状燃焼室の周方向の一方側に向けて前記環状燃焼室
の環状方向に沿って火炎を形成する状態と、前記周方向
の他方側に向けて前記環状燃焼室の環状方向に沿って火
炎を形成する状態とに繰り返し切り換えられるように構
成されていることにある。請求項１に記載の特徴構成に
よれば、環状燃焼室の外周側における周方向の特定箇所
に、バーナを設け、そのバーナにより、環状燃焼室から
の燃焼排ガスの通過により加熱された蓄熱体を通過して
予熱された燃焼用空気を用いて、燃料を燃焼させると共
に、環状燃焼室の周方向の一方側に向けて環状燃焼室の
環状方向に沿って火炎を形成する状態と、周方向の他方
側に向けて環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成す
る状態とに繰り返し切り換える。つまり、１個のバーナ
でありながらも、環状燃焼室の周方向の一方側に向けて
環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成する状態と、
周方向の他方側に向けて環状燃焼室の環状方向に沿って
火炎を形成する状態とに繰り返し切り換えることによ
り、容器をその周方向の広範囲にわたって加熱すること
ができるので、周方向におけるバーナの設置個数を少な
くしながらも、容器をその周方向の略全周にわたって万
遍なく加熱することができるものとなり、容器を均等に
加熱することができる。例えば、周方向における１箇所
にのみバーナを設けるだけでも、容器をその周方向の略
全周にわたって万遍なく加熱することができるものとな
り、容器を均等に加熱することができる。又、容器を均
等に加熱できるようにしながら、バーナの設置個数を少
なくすることができるので、並びに、それに伴って付帯
構成の設置個数も少なくすることができるので、加熱炉
の全体構成を簡略化することができると共に、加熱炉を
小型化することができ、更には、メンテナンスを簡素化
することができる。更に、燃焼用空気を、環状燃焼室か
らの燃焼排ガスの通過により加熱された蓄熱体を通過さ
せて予熱するので、換言すれば、燃焼排ガスから排熱を
燃焼用空気に回収するので、上述の従来例や比較例の加
熱炉のように燃焼排ガスをそのまま外部に排出するもの
に比べて、排熱損失を低減して、加熱効率を向上するこ
とができる。しかも、蓄熱体を用いて燃焼排ガスからの
排熱回収を行うので、即ち、燃焼排ガスを蓄熱体に通過
させてその蓄熱体に一旦熱を蓄熱させ、そのように蓄熱
した蓄熱体に燃焼用空気を通過させて燃焼用空気に対し
て放熱させるから、燃焼用空気と燃焼排ガスとを伝熱体
により熱交換可能なように通流させる熱交換器を用い
て、燃焼排ガスから排熱回収を行うものに比べて、効率
よく排熱を回収しながらも、排熱回収構成を小型化して
バーナを小型化することができる。つまり、燃焼排ガス
からの排熱回収を蓄熱体を用いて行うようにすることに
より、加熱効率の向上を一層図れるばかりか、加熱炉の
コンパクト化を一層図ることができるのである。従っ
て、加熱効率の向上を図ることができるようになり、並
びに、容器を均等に加熱できるようにしながら、バーナ
の設置個数を少なくして、コンパクト化、構成の簡略化
及びメンテナンスの簡素化を一挙に図ることができるよ
うになった。

【０００７】〔請求項２記載の発明〕請求項２に記載の
特徴構成は、前記バーナは、燃料を前記周方向の一方側
に向けて噴出することにより、前記周方向の一方側に向
けて前記環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成し、
燃料を前記周方向の他方側に向けて噴出することによ
り、前記周方向の他方側に向けて前記環状燃焼室の環状
方向に沿って火炎を形成するように構成され、平面視に
おいて、前記周方向の一方側に向けての燃料噴出方向
と、前記周方向の他方側に向けての燃料噴出方向とによ
り、前記容器側に形成される角度が５０〜１１５°の間
の角度に設定されていることにある。請求項２に記載の
特徴構成によれば、燃料を前記周方向の一方側に向けて
噴出することにより、前記周方向の一方側に向けて環状
燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成し、燃料を前記周
方向の他方側に向けて噴出することにより、前記周方向
の他方側に向けて環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を
形成するので、設定した夫々の火炎形成方向に向けて、
火炎を安定した形状にて且つふらつきを小さくした状態
で形成することができる。しかも、設定した夫々の火炎
形成方向に向けて、火炎を安定した形状にて且つふらつ
きを小さくした状態で形成することができるようにしな
がら、前記周方向の一方側に向けての燃料噴出方向と、
前記周方向の他方側に向けての燃料噴出方向とにより、
前記容器側に形成される角度が５０〜１１５°の間の角
度に設定して、前記周方向の一方側及び他方側夫々に向
けての火炎形成方向を設定することにより、環状燃焼室
の内周側及び外周側を区画する燃焼室形成体への火炎の
接触をできるだけ抑制することができる。ちなみに、環
状燃焼室の中心方向に向けて噴出した燃料を、向き変更
体に当てて前記周方向の一方側に向かう方向に変向して
火炎を形成し、環状燃焼室の中心方向に向けて噴出した
燃料を、向き変更体に当てて前記周方向の他方側に向か
う方向に変向して火炎を形成することが想定されるが、
この構成では、火炎が拡散して形状が不安定になるとも
に、火炎のふらつきが大きくなり、火炎は燃焼室形成体
に接触しやすい。従って、環状燃焼室の内周側及び外周
側を区画する燃焼室形成体への火炎の接触をできるだけ
抑制することができるので、燃焼室形成体の過熱をでき
る限り抑制することができて、耐久性を一層向上するこ
とができる。

【０００８】〔請求項３記載の発明〕請求項３に記載の
特徴構成は、前記バーナに、前記周方向の一方側に向け
て前記環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成するよ
うに燃料を噴出するものと、前記周方向の他方側に向け
て前記環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成するよ
うに燃料を噴出するものとの一対の燃料噴出部が設けら
れ、前記環状燃焼室における前記バーナの前方部分にお
いて、前記一対の燃料噴出部の間に相当する箇所を狭い
幅にする又は遮断する区画体が設けられていることにあ
る。請求項３に記載の特徴構成によれば、一方の燃料噴
出部からは、燃料を前記周方向の一方側に向けて噴出す
ることにより、前記周方向の一方側に向けて環状燃焼室
の環状方向に沿って火炎を形成し、他方の燃料噴出部か
らは、燃料を前記周方向の他方側に向けて噴出すること
により、前記周方向の他方側に向けて環状燃焼室の環状
方向に沿って火炎を形成するので、設定した夫々の火炎
形成方向に向けて、火炎を安定した形状にて且つふらつ
きを小さくした状態で形成することができる。そして、
区画体によって、環状燃焼室におけるバーナの前方部分
において、一対の燃料噴出部の間に相当する箇所が狭い
幅にされるか又は遮断されているので、火炎が前記周方
向に向けて環状燃焼室の環状方向に沿って形成されるこ
とにより、環状燃焼室を前記周方向に旋回してきた燃焼
排ガスが、燃料を噴出している方の燃料噴出部から噴出
された燃料の燃焼域に流入するのが抑制される、又は、
遮断されることとなり、燃料噴出部から噴出された燃料
を安定して燃焼させて完全燃焼させることができる。従
って、環状燃焼室の内周側及び外周側を区画する燃焼室
形成体への火炎の接触をできるだけ抑制することができ
るので、燃焼室形成体の過熱をできる限り抑制すること
ができて、耐久性を一層向上することができ、並びに、
供給燃料を安定して燃焼させて、完全燃焼させることが
できるので、加熱効率を一層向上することができる。

【０００９】〔請求項４記載の発明〕請求項４に記載の
特徴構成は、前記区画体が、前記環状燃焼室における前
記バーナの前方部分の幅を、前記一対の燃料噴出部の間
に相当する箇所から周方向に離れるほど広くするように
構成されていることにある。請求項４に記載の特徴構成
によれば、環状燃焼室におけるバーナの前方部分の幅
が、一対の燃料噴出部の間に相当する箇所から周方向に
離れるほど広くなっているので、環状燃焼室を前記周方
向に旋回してきた燃焼排ガスが、燃料を噴出している方
の燃料噴出部から噴出された燃料の燃焼域に流入するの
が抑制される、又は、遮断されるようにしながら、区画
体の整流作用によって、火炎形状を一層安定化させると
共に、火炎のふらつきを一層小さくすることができる。
従って、燃料を噴出している方の燃料噴出部の燃焼域へ
燃焼排ガスが流入するのが抑制される、又は、遮断され
るようにして、供給燃料を安定燃焼させて完全燃焼させ
ることができ、並びに、火炎形状を一層安定化させると
共に、火炎のふらつきを一層小さくして、燃焼室形成体
への火炎の接触を一層抑制することができるので、加熱
効率を一層向上すると共に、耐久性を一層向上すること
ができるようになった。

【００１０】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕以下、図１ない
し図６に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
尚、この第１実施形態においては、容器にてアルミ等の
金属を溶解状態で保持する溶解保持炉に、本発明を適用
した場合について説明する。図１及び図２に示すよう
に、加熱炉は、被加熱物を貯留する容器１を加熱する燃
焼室２を、平面視で環状に構成してある。本発明では、
環状燃焼室２の外周側における周方向の特定の一箇所
に、バーナＢを設け、そのバーナＢは、環状燃焼室２か
らの燃焼排ガスＥの通過により加熱された蓄熱体９を通
過して予熱された燃焼用空気Ａを用いて、ガス燃料Ｇを
燃焼させるように構成すると共に、環状燃焼室２の周方
向の一方側に向けて環状燃焼室２の環状方向に沿って火
炎Ｆを形成する状態と、前記周方向の他方側に向けて環
状燃焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆを形成する状態と
に繰り返し切り換えられるように構成してある。

【００１１】横断面形状が円形で且つ上部が開口した内
部空間を備える炉体３の内部空間の底部に、円柱形状の
載置台４を設け、横断面形状が円形で概ね椀状の容器１
を、載置台４に載置した状態で炉体３に収納して、炉体
３の内周面と、容器１及び載置台４の側周面とにより、
平面視で環状の環状燃焼室２を形成する。尚、容器１の
鍔部１ｆを、炉体３の開口縁に載置して、燃焼室２を閉
じてある。

【００１２】そして、この第１実施形態においては、バ
ーナＢは、１個しか設けていない。

【００１３】図３ないし図６に基づいて、バーナＢにつ
いて説明を加える。バーナＢは、バーナ本体５と、その
バーナ本体５の後部に連接した風箱６を備えて構成して
ある。バーナ本体５の前面部（環状燃焼室２に臨む面
部）には、環状燃焼室２の周方向の一方側に向けて環状
燃焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆを形成するようにガ
ス燃料を噴出するものと、前記周方向の他方側に向けて
環状燃焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆを形成するよう
にガス燃料を噴出するものとの一対のガスノズル（燃料
噴出部に相当する）１０を横方向（左右方向）に並べて
設けてある。尚、バーナＢにおいて、一対のガスノズル
１０の間の横方向の中心部から、真っ直ぐ前方に向かう
方向（以下、直前方方向と称する場合がある）をＰとす
る。

【００１４】バーナ本体５は、夫々の軸心が直前方方向
Ｐと平行な一対の通気路７を横方向に並ぶ状態で備える
と共に、軸心が直前方方向Ｐと平行な燃料路収納孔８を
一対の通気路７の間に備える状態に、外径形状が概ね直
方体状になるように耐熱材にて形成してある。各通気路
７は、バーナ本体５の前面に開口する前面開口部７ｆ、
及び、バーナ本体５の後面（環状燃焼室２とは反対側）
に開口する後面開口部７ｂを備え、各通気路７には、多
孔状に形成されて通気自在なブロック状の蓄熱体９の複
数を、積層状態に充填してある。

【００１５】尚、蓄熱体９を通気路７に充填するに当た
っては、蓄熱体９が前後方向に複数個並ぶようにして、
バーナ本体５の前面側（即ち、環状燃焼室２の側）の高
温側に設けるものと、バーナ本体５の後面側（環状燃焼
室２とは反対側）の低温側に設けるものとで、蓄熱体９
の耐熱仕様を異ならせて、つまり、低温側に設けるもの
は、耐熱仕様の低い低価格のものを用いるようにして、
コストダウンを図っている。又、複数個の蓄熱体９を積
層状態で通気路７に充填してあることから、メンテナン
スにおいて蓄熱体９を交換するときには、部分的な交換
で済むので、一体物の蓄熱体を通気路７に充填した場合
に比べて、メンテナンス費用を低減することができる。

【００１６】燃料路収納孔８には、燃料路収納管２７
を、その先端を燃料路収納孔８の先端に一致させて、燃
料路収納孔８及び風箱６を通過して、風箱６の後部に突
出するように設けてある。そして、一対のガスノズル１
０は、燃料路収納管２７におけるバーナ本体５の前面に
開口する開口部に横方向に並べて配置し、一対のガスノ
ズル１０夫々に各別に連通接続した一対の燃料供給管１
１を、燃料路収納管２７内に収納してある。一対の燃料
供給管１１夫々に、都市ガス等のガス燃料を供給する燃
料供給路１２を連通接続し、各燃料供給路１２にはガス
燃料の供給を断続する燃料断続弁１３を設けてある。

【００１７】図２にも示すように、一対のガスノズル１
０のうち、環状燃焼室２に向かって左側（図２及び図５
において下側）のガスノズル１０のガス燃料噴出方向
は、平面視において、直前方方向Ｐに対して左側に４０
°傾斜する方向に設定し、環状燃焼室２に向かって右側
（図２及び図５において上側）のガスノズル１０のガ
ス燃料噴出方向は、平面視において、直前方方向Ｐに対
して右側に４０°傾斜する方向に設定してある。尚、図
２及び図５においては、ガスノズル１０のガス燃料噴出
方向が、直前方方向Ｐに対して左側又は右側に傾斜する
傾斜噴出角をαにて示してある。つまり、平面視におい
て、左側のガスノズル１０のガス燃料噴出方向と、右側
のガスノズル１０のガス燃料噴出方向とにより、燃焼室
２側（即ち、容器１側）に形成される角度２αを８０°
に設定してある。尚、バーナＢを設置した部分の環状燃
焼室２における内周部の径（載置台１の直径に相当す
る）と外周部の径との比は、およそ１対２．４程度であ
る。

【００１８】そして、一対のガスノズル１０を、それら
のガス燃料噴出方向同士の間に形成される角度を８０°
に設定して、環状燃焼室２の外周部付近に位置させた状
態で設けることにより、火炎Ｆが、環状燃焼室２の内周
側を区画する載置台４や容器１の側壁、及び、環状燃焼
室２の外周側を区画する炉体３の側壁へ接触するのをで
きるだけ抑制することができて、耐久性を向上すること
ができる。

【００１９】風箱６には、一対の通気路７夫々の後面開
口部７ｂに各別に連通する一対の給排気室１４、及び、
それら一対の給排気室１４夫々と隔壁１５にて仕切られ
ると共に、各隔壁１５に形成した連通口１６にて各給排
気室１４と連通する給排気切り換え室１７を形成してあ
る。更に、風箱６の後壁には、給排気切り換え室１７に
連通する給気口１８を形成し、風箱６の上壁には、給排
気切り換え室１７に連通する排気口１９を形成し、給気
口１８には、ブロア２０から燃焼用空気が供給される空
気路２１を連通接続し、並びに、排気口１９には排気ダ
クト２２を連通接続してある。

【００２０】給排気切り換え室１７の内部には、給排気
切り換え室１７の内部を左右に区画するダンパ２３を、
直前方方向Ｐと平行な揺動軸心Ｒにて左右に揺動自在に
支持して設け、そのダンパ２３を揺動駆動するダンパ用
モータ２４を風箱６の後壁に支持して設けてある。ダン
パ２３は、その左右の揺動により、一対の連通口１６の
うち、給排気切り換え室１７を介して給気口１８に連通
させるものを交互に切り換えると共に、一対の連通口１
６のうち、給排気切り換え室１７を介して排気口１９に
連通させるものを給気口１８に連通するものとは異なる
ものになる状態で交互に切り換えるように設けてある。

【００２１】つまり、ダンパ２３を右側に揺動させた状
態では、右側の連通口１６が給気口１８に連通し、左側
の連通口１６が排気口１９に連通するので、給気口８か
ら供給された燃焼用空気Ａは、右側の連通口１６から右
側の給排気室１４に流入し、右側の通気路７を通過して
右側の前面開口部７ｆから環状燃焼室２に供給され（こ
のように、通気路７を燃焼用空気Ａが通過する状態を空
気予熱供給状態と略記する場合がある）、環状燃焼室２
内の燃焼排ガスＥは、左側の前面開口部７ｆに吸込まれ
て、左側の通気路７を通過して、左側の給排気室１４に
流入し、左側の連通口１６を通過して排気口１９から排
出される（このように、通気路７を燃焼排ガスＥが通過
する状態を蓄熱排気状態と略記する場合がある）。逆
に、ダンパ２３を左側に揺動させた状態では、左側の連
通口１６が給気口１８に連通し、右側の連通口１６が排
気口１９に連通するので、左側の通気路７が空気予熱供
給状態となり、右側の連通路７が蓄熱排気状態となる。

【００２２】尚、図３ないし図６は、ダンパ２３を右側
に揺動させて、右側の通気路７が空気予熱供給状態とな
り、左側の通気路７が蓄熱排気状態となっている状態を
示し、図４において、ダンパ２３を左側に揺動させた状
態を一点鎖線にて示している。

【００２３】蓄熱排気状態では、通流する燃焼排ガスＥ
により、蓄熱体９が加熱されて蓄熱され、空気予熱供給
状態では、その前の蓄熱排気状態のときに蓄熱体９に蓄
熱された熱が通流する燃焼用空気Ａに放熱されて、燃焼
用空気Ａが予熱される。

【００２４】そして、一対の燃料断続弁１３を交互に開
弁することにより、一対のガスノズル１０から交互にガ
ス燃料Ｇを噴出し、それと並行して、ガス燃料Ｇが噴出
しているガスノズル１０と同じ側の前面開口部７ｆから
予熱された燃焼用空気Ａが吐出される状態で、一対の前
面開口部７ｆから交互に燃焼用空気Ａを吐出するよう
に、ダンパ用モータ２４によってダンパ２３を揺動する
ことにより、環状燃焼室２の周方向の一方側に向けて環
状燃焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆを形成する状態
と、前記周方向の他方側に向けて環状燃焼室２の環状方
向に沿って火炎Ｆを形成する状態とに繰り返し切り換え
られるように構成してある。

【００２５】図１、図２及び図５に示すように、上述の
ように構成したバーナＢを、炉体３の周壁における載置
台４に対向する部分に形成したバーナ挿入孔に挿入し
て、平面視にて、ガスノズル１０が環状燃焼室２の略外
周部に位置して、直前方方向Ｐが容器１の中心に交わる
姿勢にて配置する。

【００２６】更に、横断面形状が二等辺三角形状の尖り
部２５ｔを備えた区画体２５を、平面視で、載置台４の
側から、二等辺三角形状の尖り部２５ｔの先端をバーナ
Ｂに向けてバーナＢに近づけると共に、その二等辺三角
形状の尖り部２５ｔが、直前方方向Ｐに沿う仮想線にて
線対称となる姿勢にて、後端を載置台４の側壁に当てつ
けた状態で配置してある。平面視において、区画体２５
の二等辺三角形状の尖り部２５ｔの頂部の角度βは、左
側のガスノズル１０のガス燃料噴出方向と右側のガスノ
ズル１０のガス燃料噴出方向とにより、燃焼室２側に形
成される角度２α（この実施形態では８０°）と等しい
かあるいはやや小さい角度に設定してある。

【００２７】つまり、区画体２５により、環状燃焼室２
におけるバーナＢの前方部分において、一対のガスノズ
ル１０の間に相当する箇所を狭い幅にすると共に、環状
燃焼室２におけるバーナＢの前方部分の幅を、一対のガ
スノズル１０の間に相当する箇所から周方向に離れるほ
ど広くするように構成してある。

【００２８】そして、右側のガスノズル１０からガス燃
料Ｇを噴出すると共に、右側の前面開口部７ｆから予熱
された燃焼用空気Ａを吐出して、平面視で反時計回り側
に向けて環状燃焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆを形成
している状態では、反時計回りに旋回する燃焼排ガスＥ
が、区画体２５によって、右側のガスノズル１０から噴
出されたガス燃料Ｇの燃焼域に流入するのを抑制しなが
ら、左側の前面開口部７ｆに吸い込まれ易いようにして
ある。同様に、左側のガスノズル１０からガス燃料Ｇを
噴出すると共に、左側の前面開口部７ｆから予熱された
燃焼用空気Ａを吐出して、平面視で時計回り側に向けて
環状燃焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆを形成している
状態では、時計回りに旋回する燃焼排ガスＥが、区画体
２５によって、左側のガスノズル１０から噴出されたガ
ス燃料Ｇの燃焼域に流入するのを抑制しながら、右側の
前面開口部７ｆに吸い込まれ易いようにしてある。

【００２９】図１に示すように、一対の燃料断続弁１３
及びダンパ用モータ２４を制御する制御部２６を設けて
ある。以下、制御部２６の制御動作を説明する。制御部
２６は、設定時間間隔（例えば、３０秒）毎に、一対の
燃料断続弁１３夫々を、一方が開弁状態となり他方が閉
弁状態となる状態で、繰り返し開閉制御し、それと並行
して、開弁している方の燃料断続弁１３に対応するガス
ノズル１０と同じ側の通気路７が空気予熱供給状態とな
るようにダンパ２３を揺動すべく、ダンパ用モータ２４
を回動させるように繰り返し制御する。従って、環状燃
焼室２の周方向の一方側に向けて環状燃焼室２の環状方
向に沿って火炎Ｆが形成される状態と、前記周方向の他
方側に向けて環状燃焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆが
形成される状態とが、自動的に繰り返し切り換えられ
る。

【００３０】つまり、第１実施形態では、従来の加熱炉
や比較例の加熱炉と同様の椀状の容器１を設けた場合に
おいて、バーナＢを１個しか設けていないにもかかわら
ず、容器１をその周方向の略全周にわたって万遍なく加
熱することができるものとなり、容器１を均等に加熱す
ることができるのである。

【００３１】〔第２実施形態〕以下、図７及び図８に基
づいて、本発明の第２実施形態を説明する。この第２実
施形態においては、熱処理対象物を容器内に収納して熱
処理を施す熱処理炉に、本発明を適用した場合について
説明する。尚、第２実施形態におては、第１実施形態と
同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、
重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説
明を省略し、主として、第１実施形態と異なる構成を説
明する。

【００３２】第２実施形態においては、有底円筒状の容
器１を、載置台４に載置した状態で炉体３に収納して、
炉体３の内周面と、容器１及び載置台４の側周面とによ
り、平面視で環状の環状燃焼室２を形成し、容器１の鍔
部１ｆを、炉体３の開口縁に載置して、燃焼室２を閉じ
てある。そして、上下方向の複数箇所（この実施形態で
は３箇所）夫々において、環状燃焼室２の外周側におけ
る周方向の特定の一箇所に、第１実施形態と同様のバー
ナＢを、第１実施形態と同様の姿勢で設け、更に、各バ
ーナＢの前方には、第１実施形態と同様の区画体２５
を、第１実施形態と同様の姿勢にて、後端を容器１の側
壁に接着した状態で設けてある。平面視にて、３個のバ
ーナＢは、周方向に中心角で１２０°ずつ間隔をあけた
状態で配置してある。

【００３３】図示は省略するが、各バーナＢの一対の燃
料断続弁１３及びダンパ用モータ２４を同期させた状態
で第１実施形態と同様に制御する制御部２６を設けてあ
り、３個のバーナＢを同期させた状態で、環状燃焼室２
の周方向の一方側に向けて環状燃焼室２の環状方向に沿
って火炎Ｆが形成される状態と、前記周方向の他方側に
向けて環状燃焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆが形成さ
れる状態とが、自動的に繰り返し切り換えられるように
構成してある。尚、３個のバーナＢにおいて、同時に形
成される火炎の向きは、すべて同じになるようにしても
良いし、異ならしても良い。

【００３４】第２実施形態のように加熱炉を構成する
と、容器１の高さが高くて、上下方向に複数のバーナＢ
を設ける必要がある場合でも、上下方向の各位置には、
バーナＢを１個ずつしか設けないにもかかわらず、容器
１をその周方向の略全周にわたって万遍なく加熱するこ
とができるものとなり、容器１を均等に加熱することが
できるのである。ちなみに、このように、容器１の高さ
が高くて、上下方向に複数のバーナＢを設ける必要があ
る場合に、比較例の加熱炉と同様の構成を採用すると、
上下方向の各位置に、バーナＢを２個ずつ設けることに
なるので、バーナＢの設置個数が多くなる。

【００３５】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 （イ） 環状燃焼室２の周方向の一方側に向けて環状燃
焼室２の環状方向に沿って火炎Ｆを形成する状態と、前
記周方向の他方側に向けて環状燃焼室２の環状方向に沿
って火炎Ｆを形成する状態とに繰り返し切り換えられる
ように構成する具体構成として、上記の実施形態におい
ては、前記周方向の一方側に向けて環状燃焼室２の環状
方向に沿って火炎Ｆを形成するようにガス燃料Ｇを噴出
するものと、前記周方向の他方側に向けて環状燃焼室２
の環状方向に沿って火炎Ｆを形成するようにガス燃料Ｇ
を噴出するものとの一対のガスノズル１０を設ける場合
について例示した。これに代えて、１個のガスノズル１
０を、左右に揺動駆動操作自在に設けて、１個のガスノ
ズル１０を左右に揺動させながら、各揺動位置でガス燃
料を噴出するように制御するように構成しても良い。

【００３６】（ロ） ガスノズル１０には、１個のガス
噴出孔を設けても良いし、 複数個のガス噴出孔を上下方
向に並べて設けても良い。

【００３７】（ハ） 平面視において、左側のガスノズ
ル１０のガス燃料噴出方向と、右側のガスノズル１０の
ガス燃料噴出方向とにより、燃焼室２側に形成される角
度２αは、上記の実施形態で例示した８０°に限定され
るものではなく、図２及び図５に示すように、環状燃焼
室２の内周側及び外周側を区画する燃焼室形成体への火
炎の接触をできるだけ抑制するようにしながら、５０〜
１１５°の間で、適宜設定することができる。尚、前記
角度２αの設定に当たっては、環状燃焼室２の内周側及
び外周側を区画する燃焼室形成体への火炎の接触を一層
抑制する上では、燃焼室２における内周部の径と外周部
の径との比を考慮して、前記比が小さくなるほど、前記
角度２αを大きくするのが好ましく、上記の実施形態の
ように、前記比がおよそ１対２．４程度の場合は、前記
角度２αは、５０〜１１５°の間で、適宜設定すること
ができるが、上記の実施形態で例示したように８０°付
近に設定するのが最適である。

【００３８】（ニ） 上記の第１実施形態において、環
状燃焼室２が大径化した場合には、環状燃焼室２の外周
側における周方向の二箇所以上の箇所夫々に、バーナＢ
を設けても良い。又、上記の第２実施形態において、環
状燃焼室２が大径化した場合には、上下方向の複数箇所
夫々において、環状燃焼室２の外周側における周方向の
二箇所以上の箇所夫々に、バーナＢを設けても良い。こ
れらの場合、いずれも、比較例の加熱炉と同様の構成を
採用する場合に比べて、バーナＢの設置個数を少なくし
ながら、容器１を均等に加熱することができる。

【００３９】（ホ） 蓄熱体９を用いて燃焼排ガスから
燃焼用空気に排熱回収を行うための構成は、 上記の実施
形態において例示した構成に限定されるものではない。
例えば、燃焼用空気を通流させる空気路及び燃焼排ガス
を通流させる排ガス路を、回転軸心周りに並べて配置し
た状態で一体的に回転駆動自在に設け、それら空気路及
び排ガス路の前方に、その回転軌跡のほぼ全周にわたっ
て、蓄熱体９を配置した構成でも良い。あるいは、空気
路及び排ガス路と、蓄熱体９との配置形態は、前記の構
成と同様にした状態で、前記の構成とは逆に、空気路及
び排ガス路を静止させて、蓄熱体９を回転駆動するよう
にしても良い。

【００４０】（ヘ） 上記の実施形態においては、図示
は省略しているが、一対のガスノズル１０にて、１個の
パイロットバーナを共用しているので、区画体２５によ
り、環状燃焼室２におけるバーナＢの前方部分におい
て、一対のガスノズル１０の間に相当する箇所を狭い幅
にしたが、一対の一対のガスノズル１０夫々に専用のパ
イロットバーナを設ける場合は、区画体２５により、環
状燃焼室２におけるバーナＢの前方部分において、一対
のガスノズル１０の間に相当する箇所を遮断すると、燃
焼排ガスの回り込みを抑制する上で最適である。

【００４１】（ト） 横断面形状が二等辺三角形状の尖
り部２５ｔを備えた区画体２５に代えて、板状の区画体
２５を、平面視において、その面方向を直前方方向Ｐに
沿わした状態で、立設しても良い。この場合、区画体２
５の整流作用は、あまり期待できないが、燃焼排ガスの
回り込み抑制作用は、所望どおりに発揮させることがで
きる。

【００４２】（チ） 上記の各実施形態において、区画
体２５を省略しても良い。

【００４３】（リ） 本発明は、上記の実施形態におい
て加熱炉の一例として例示した溶解保持炉や熱処理炉以
外にも、容器１を加熱する燃焼室２が平面視で環状に構
成された各種の加熱炉に適用することができる。 （ヌ） バーナＢは、上記の実施形態において例示した
ようにガス燃料を燃焼させるもの以外に、液体燃料を燃
焼させるものや、ガス燃料と液体燃料を混焼させるもの
を採用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態にかかる加熱炉の縦断面図

【図２】第１実施形態にかかる加熱炉の横断面図

【図３】実施形態にかかる加熱炉のバーナの縦断左側面
図

【図４】実施形態にかかる加熱炉のバーナの縦断後面図

【図５】実施形態にかかる加熱炉のバーナの横断平面図

【図６】実施形態にかかる加熱炉のバーナの一部切り欠
き斜視図

【図７】第２実施形態にかかる加熱炉の縦断面図

【図８】第２実施形態にかかる加熱炉の横断面図

【図９】従来の加熱炉の横断面図

【図１０】従来の加熱炉の縦断面図

【図１１】本発明の比較例の加熱炉を示す横断面図

【符号の説明】

１ 容器 ２ 環状燃焼室 ９ 蓄熱体 １０ 燃料噴出部 ２５ 区画体 Ａ 燃焼用空気 Ｂ バーナ Ｅ 燃焼排ガス Ｆ 火炎 Ｇ 燃料

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１ Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１Ｄ ４Ｋ０６３ (72)発明者 田和 敏雄 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3K017 DC03 DC04 3K023 QA03 QA06 QB02 QC07 SA00 4K045 AA03 BA01 RB12 4K046 AA04 AA07 BA02 CD07 CD16 EA03 4K056 AA05 AA09 BA03 BB01 CA01 DA02 DA27 DA32 FA03 4K063 AA04 AA05 AA13 BA02 BA03 CA01 CA05 CA08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器を加熱する燃焼室が、平面視で環状
   に構成された加熱炉であって、 前記環状燃焼室の外周側における周方向の特定箇所に、
   バーナが設けられ、 そのバーナは、前記環状燃焼室からの燃焼排ガスの通過
   により加熱された蓄熱体を通過して予熱された燃焼用空
   気を用いて、燃料を燃焼させるように構成されると共
   に、前記環状燃焼室の周方向の一方側に向けて前記環状
   燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成する状態と、前記
   周方向の他方側に向けて前記環状燃焼室の環状方向に沿
   って火炎を形成する状態とに繰り返し切り換えられるよ
   うに構成されている加熱炉。
2. 【請求項２】 前記バーナは、燃料を前記周方向の一方
   側に向けて噴出することにより、前記周方向の一方側に
   向けて前記環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成
   し、燃料を前記周方向の他方側に向けて噴出することに
   より、前記周方向の他方側に向けて前記環状燃焼室の環
   状方向に沿って火炎を形成するように構成され、 平面視において、前記周方向の一方側に向けての燃料噴
   出方向と、前記周方向の他方側に向けての燃料噴出方向
   とにより、前記容器側に形成される角度が５０〜１１５
   °の間の角度に設定されている請求項１記載の加熱炉。
3. 【請求項３】 前記バーナに、前記周方向の一方側に向
   けて前記環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成する
   ように燃料を噴出するものと、前記周方向の他方側に向
   けて前記環状燃焼室の環状方向に沿って火炎を形成する
   ように燃料を噴出するものとの一対の燃料噴出部が設け
   られ、 前記環状燃焼室における前記バーナの前方部分におい
   て、前記一対の燃料噴出部の間に相当する箇所を狭い幅
   にする又は遮断する区画体が設けられている請求項１又
   は２記載の加熱炉。
4. 【請求項４】 前記区画体が、前記環状燃焼室における
   前記バーナの前方部分の幅を、前記一対の燃料噴出部の
   間に相当する箇所から周方向に離れるほど広くするよう
   に構成されている請求項３記載の加熱炉。