JP2004293980A

JP2004293980A - 加熱炉

Info

Publication number: JP2004293980A
Application number: JP2003088749A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kurahashi; 和宏倉橋; Shinpei Miura; 新平三浦; Hiroyuki Shinmachi; 裕幸新町; Mitsuo Tomatsu; 三男戸松
Original assignee: YOKOI KIKAI KOSAKUSHO KK; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: YOKOI KIKAI KOSAKUSHO KK; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に，コンパクトに形成できる加熱炉を提供すること。
【解決手段】バーナ３１，３２は，燃料ガスＦを噴出させるガスノズル４１１，４２１と，燃焼用空気Ａを噴出させる燃焼用空気ノズル５１１，５２１とを有しており，ガスノズル４１１，４２１と燃焼用空気ノズル５１１，５２１とを内壁１１から環状燃焼空間１３に突出させてなる。燃焼用空気ノズル５１１，５２１は，燃焼用空気Ａの噴出方向をガスノズル４１１，４２１の燃料ガスＦの噴出方向に交錯させるよう配設してある。加熱炉１は，燃焼用空気ノズル５１１，５２１より噴出された燃焼用空気Ａが，燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼による火炎が被加熱物２に接触しないよう，この火炎を内壁１１に向けて押し出すよう構成してある。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，筒状の内壁の略軸中心部に配置した被加熱物を加熱するための加熱炉に関する。
【０００２】
【従来技術】
被加熱物を加熱する加熱炉においては，略円環状の側壁を備えると共にこの側壁の軸方向を上下方向に配して設置され，上記側壁の軸中心部に被加熱物を配置すると共にバーナの燃焼によりこれを加熱するタイプの加熱炉がある。そして，このような加熱炉により，例えば，被加熱物に熱処理を行う焼鈍炉を構成したものとしては，特許文献１に示すものがある。
この焼鈍炉においては，上記側壁の下部の円周方向に互いに１８０°ずれた対称位置にそれぞれバーナを配設し，各バーナより交互に燃焼を行って上記被加熱物の加熱を行う。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１７００３２号公報（第１図，第２図等）
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の加熱炉においては，上記被加熱物にバーナの燃焼による火炎が接触することにより起こる影響については，十分な考慮がなされていない。すなわち，被加熱物に火炎が直接接触すると，この接触部分が局所的に激しく加熱されてしまう。そのため，上記従来の加熱炉は，火炎が接触すると不都合を生じる被加熱物を加熱するために用いる場合には適していない。
【０００５】
また，限られたスペースに上記加熱炉を設置しようとする場合，上記加熱炉を小さくする必要がある。しかし，上記被加熱物の大きさは維持したまま上記加熱炉を小さくするためには，上記バーナによる燃焼ガスを通過させる上記側壁と被加熱物との間の空間を狭くする必要が生じる。そのため，上記燃焼による火炎が上記被加熱物に一層接触し易くなってしまう。
【０００６】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に，コンパクトに形成することができる加熱炉を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
本発明は，筒状の内壁の略軸中心部に被加熱物を配置し，該被加熱物と上記内壁との間に形成された環状燃焼空間に向けてバーナから火炎を発生させて上記被加熱物を加熱するよう構成された加熱炉において，
上記バーナは，燃料ガスを噴出させるガスノズルと，燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に，上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記環状燃焼空間に向けて配設させてなり，
上記燃焼用空気ノズルは，上記燃焼用空気の噴出方向を上記ガスノズルの上記燃料ガスの噴出方向に交錯させるよう配設してあり，
上記燃料ガスと上記燃焼用空気との燃焼による火炎が，上記燃焼用空気ノズルより噴出された上記燃焼用空気によって上記内壁に向けて押し出されると共に，上記被加熱物に接触することなく上記内壁に沿って円弧状に形成されるよう構成してあることを特徴とする加熱炉にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の加熱炉においては，上記燃焼用空気ノズルより噴出させた燃焼用空気と，上記ガスノズルより噴出させた燃料ガスとを燃焼させ，この燃焼の際の燃焼ガスにより上記被加熱物を加熱する。そして，この際に，上記燃焼用空気は，燃料ガスの噴出方向に対して交錯させる方向に噴出させる。これにより，燃料ガスと燃焼用空気との燃焼による火炎は，上記内壁の方向に押し出されると共に上記内壁に沿った円弧状に形成され，上記被加熱物との接触が避けられる。
そのため，上記加熱炉によれば，被加熱物の一部を火炎により局所的に加熱してしまうことがなく，この局所的な加熱により被加熱物が悪影響を受けることがない。
【０００９】
また，上記燃焼による火炎は，上記内壁に沿った円弧状に形成されることにより，上記被加熱物より離れた方向に向けられる。そのため，上記被加熱物の大きさは維持したまま，上記環状燃焼空間を被加熱物と上記内壁との間の距離を小さくするように狭くしても，上記火炎が上記被加熱物に接触することを防止することができる。
【００１０】
それ故，本発明によれば，被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に，コンパクトな加熱炉を形成することができる。そして，本発明の加熱炉は，例えば，これを設置するためのスペースが限られている状況下においても，設置が可能となる。
また，上記のごとく，上記環状燃焼空間を狭くすることにより，上記バーナの燃焼ガスを充満させる空間の体積が小さくなる。そのため，本発明によれば，熱効率の高い加熱炉を形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記燃焼用空気ノズルは，上記筒状の内壁の軸方向に向けて長い縦長形状を有しており，かつ当該燃焼用空気ノズルの近傍には，上記燃焼用空気の噴出方向を上記燃料ガスの噴出方向に交錯させるための噴出ガイドが設けてあることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記縦長形状の燃焼用空気ノズルにより，上記軸方向に向けて長い縦長の火炎を形成することができる。そのため，上記環状燃焼空間を狭くして縦長の形状にした場合においても，この縦長の環状燃焼空間に合わせて上記縦長の火炎を発生させることができる。
【００１２】
そのため，上記バーナの燃焼による火炎が上記被加熱物に接触することを容易に防止できると共に，上記加熱炉を一層小さくすることができ，かつ一層熱効率のよい加熱炉を形成することができる。
また，上記噴出ガイドの形成により，上記燃焼用空気の噴出方向を上記燃料ガスの噴出方向に対して交錯させることが容易になる。そのため，上記燃焼用空気ノズルの簡単な工夫により，上記優れた加熱炉を形成することができる。
【００１３】
また，上記加熱炉には，上記バーナが２つ配設されていると共に，該各バーナは，それぞれ上記燃焼用空気を通過させる燃焼用空気通路とこれに配置された蓄熱体とを有しており，該各バーナにより，燃焼と排気とを交互に行うリジェネバーナ（リジェネレイティブバーナ）が構成されていることが好ましい（請求項３）。
【００１４】
この場合には，上記燃焼用空気通路は，当該バーナにおいて燃焼を行う際には，燃焼用空気を噴出させるための通路となり，当該バーナにおいて排気を行う際には，排気ガスを排気するための排気通路となる。そして，この場合には，一方のバーナにおいて燃焼を行い，この燃焼による燃焼ガスにより上記被加熱物を加熱した後には，他方のバーナにおいては，上記加熱後の排気ガスを上記蓄熱体を通過させて，この排気ガスにおける排熱を上記蓄熱体に蓄えることができる。
【００１５】
そして，次に，この他方のバーナにおいて燃焼を行うときには，上記排熱を蓄えた蓄熱体に対して上記燃焼用空気を通過させて吸熱した後に燃焼を行うことにより，上記蓄熱体における熱量を利用して燃焼を行うことができる。これにより，上記一方のバーナの排気ガスにおける排熱を回収することができる。そのため，上記加熱炉の熱効率を一層向上させることができる。
【００１６】
また，上記被加熱物は，反応室を有する筒状の反応筒であり，該反応筒は，上記反応室に触媒を保持すると共に，該触媒に燃料ガス及び燃焼用空気を含有する原料ガスを投入してこれらを反応させ，一酸化炭素ガス，水素ガス及び窒素ガスを含有する雰囲気ガスを生成するものであることが好ましい（請求項４）。
この場合には，上記加熱炉を雰囲気ガスを生成するための雰囲気ガス生成炉（変成炉）として用いることができる。そして，上記加熱炉の優れた性質により，上記燃焼による火炎が反応筒を局部加熱して上記雰囲気ガスの生成に悪影響を及ぼしてしまうことを防止でき，小さな設置スペースで，効率的に上記雰囲気ガスの生成を行うことができる。
【００１７】
また，上記被加熱物が上記内壁の軸方向の両端部にまで位置している場合には，上記各バーナは，上記内壁の軸方向に離して配設してあることが好ましい。
この場合には，上記コンパクトに形成した加熱炉において，上記各バーナをできるだけ互いに離れた位置に配設することができる。そのため，燃焼を行う一方のバーナの燃焼による燃焼ガスをできるだけ長い時間上記被加熱物に接触させてから，他方のバーナの燃焼用空気ノズルへと排気することができる。
そのため，上記加熱炉における熱効率を一層向上させることができる。
【００１８】
また，上記各バーナにおける上記燃焼用空気ノズルは，上記各バーナにおける燃焼後に上記環状燃焼空間を進んだ燃焼ガスの流れ方向に対して互いに対向するよう配設してあることが好ましい。
ところで，上記加熱炉においては，一方のバーナにおいて燃焼させた燃焼ガスを，上記被加熱物を加熱しながら，この被加熱物の回りを旋回させ，上記環状燃焼空間を通過させる。その後，上記被加熱物を加熱した後の排気ガスを，他方のバーナの燃焼用空気ノズルへと排気する。
【００１９】
このとき，この排気ガスが流れる流れ方向に対して上記燃焼用空気ノズルが対向していることにより，この燃焼用空気ノズルに対して滑らかに上記排気ガスを排気することができる。また，このことは，他方のバーナにおいて燃焼を行ったときにおいても同様である。
【００２０】
【実施例】
以下に，図面を用いて本発明の加熱炉にかかる実施例につき説明する。
本例の加熱炉１は，図１〜図３に示すごとく，筒状の内壁１１の略軸中心部に被加熱物２を配置し，この被加熱物２と上記内壁１１との間に形成された環状燃焼空間１３に向けてバーナ３１，３２から火炎を発生させて上記被加熱物２を加熱するよう構成されている。
【００２１】
上記バーナ３１，３２は，燃料ガスＦを噴出させるガスノズル４１１，４２１と，燃焼用空気Ａを噴出させる燃焼用空気ノズル５１１，５２１とを有していると共に，上記ガスノズル４１１，４２１と上記燃焼用空気ノズル５１１，５２１とを上記内壁１１から上記環状燃焼空間１３に向けて配設させてなる。また，本例のガスノズル４１１，４２１及び燃焼用空気ノズル５１１，５２１は，内壁１１から環状燃焼空間１３に向けて突出した位置に配設されている。
【００２２】
上記燃焼用空気ノズル５１１，５２１は，図４に示すごとく，上記燃焼用空気Ａの噴出方向を上記ガスノズル４１１，４２１の上記燃料ガスＦの噴出方向に交錯させるよう配設してある。また，図１，図２に示すごとく，燃焼用空気ノズル５１１，５２１における燃焼用空気Ａの噴出方向は，上記内壁１１の方向に向けられている。
そして，上記加熱炉１は，図１，図２に示すごとく，上記燃料ガスＦと上記燃焼用空気Ａとの燃焼による火炎が，上記燃焼用空気ノズル５１１，５２１より噴出された燃焼用空気Ａによって上記内壁１１に向けて押し出されると共に，上記被加熱物２に接触することなく内壁１１に沿って円弧状に形成されるよう構成してある。
【００２３】
以下に，これを詳説する。
図３に示すごとく，上記筒状の内壁１１は，環状の側壁面１１１と，この側壁面１１１の軸方向Ｌの両端に位置する両端面１１２とにより形成されている。本例の内壁１１の側壁面１１１は略円環形状を有しており，上記被加熱物２は円柱形状を有している。そして，上記環状燃焼空間１３は，上記被加熱物２の全周において，上記内壁１１の側壁面１１１と上記被加熱物２の外周面２０１との間に略一定の隙間Ｗを形成している。
また，上記加熱炉１は，その外壁１２も，上記内壁１１にほぼ沿った円筒形状を有している。そして，上記加熱炉１は，上記内壁１１の軸方向Ｌを上下方向（鉛直方向）に向けて設置した縦型加熱炉を形成している。
【００２４】
また，本例の被加熱物２は，熱処理炉６等に供給するための雰囲気ガスＨを生成する反応筒２である。そして，本例では，上記加熱炉１及び反応筒２により，雰囲気ガス生成炉（変成炉）を形成している。
上記反応筒２は，その内部に反応室２０を形成しており，この反応室２０にはニッケル，コバルト，白金，ルテニウム等の触媒２１が保持されている。また，この触媒２１は，反応室２０の加熱炉１内に位置する部位に配置されている。
【００２５】
上記反応筒２には，その一端２０２から炭化水素系の燃料ガスＦ及び燃焼用空気Ａを含有する原料ガスＭが投入される。そして，上記バーナ３１，３２の燃焼ガスＧ１により反応筒２を加熱して，この反応筒２においては，上記触媒２１を介して上記原料ガスＭを反応させる。そして，この反応の後には，上記反応筒２の他端２０３より，一酸化炭素ガス，水素ガス及び窒素ガスを含有する雰囲気ガスＨが生成される。
また，上記熱処理炉６においては，上記雰囲気ガスＨを利用して，例えば，鋼の浸炭処理等の熱処理を行うことができる。
【００２６】
また，図１〜図３に示すごとく，上記加熱炉１は，２つのバーナ３１，３２を有している。２つのバーナ３１，３２は，上記加熱炉１の下側に第１バーナ３１として，加熱炉１の上側に第２バーナ３２として配設されている。また，各バーナ３１，３２には，上記燃焼用空気Ａを通過させる燃焼用空気通路５１，５２が形成されており，この燃焼用空気通路５１，５２には，熱量を蓄えるための蓄熱体５１２，５２２が配置されている。
【００２７】
そして，上記加熱炉１においては，各バーナ３１，３２により，燃焼と排気とを交互に行うリジェネバーナが構成されている。
こうして，図４に示すごとく，第１バーナ３１は，第１ガス管４１，第１ガスノズル４１１，第１燃焼用空気通路５１，第１燃焼用空気ノズル５１１及び第１蓄熱体５１２を有しており，第２バーナ３２は，第２ガス管４２，第２ガスノズル４２１，第２燃焼用空気通路５２，第２燃焼用空気ノズル５２１及び第２蓄熱体５２２を有している。
【００２８】
また，図４に示すごとく，上記各バーナ３１，３２において，上記各燃焼用空気ノズル５１１，５２１は，上記燃焼用空気通路５１，５２の先端部に形成されている。また，上記各ガスノズル４１１，４２１は，上記各バーナ３１，３２の内部に設けた各ガス管４１，４２の先端部に形成されている。
また，各バーナ３１，３２において，各ガス管４１，４２と各燃焼用空気通路５１，５２とは別々に配設してあり，各バーナ３１，３２は，各ガスノズル４１１，４２１に対して上記被加熱物２に近い側に各燃焼用空気ノズル５１１，５２１が位置するよう上記加熱炉１に配設してある。また，各ガスノズル４１１，４２１は，各燃焼用空気ノズル５１１，５２１の上下方向における略中央部分に隣接して配設してある。
【００２９】
また，図４に示すごとく，上記各燃焼用空気ノズル５１１，５２１の近傍には，上記燃焼用空気Ａの噴出方向を上記燃料ガスＦの噴出方向に交錯させるための噴出ガイド５３がそれぞれ設けてある。本例の各噴出ガイド５３は，各燃焼用空気ノズル５１１，５２１の近傍に位置する各燃焼用空気通路５１，５２の側壁の一部を，各ガスノズル４１１，４２１の方向に向けて傾斜させて設けることにより形成されている。
【００３０】
一方で，図５に示すごとく，上記各噴出ガイド５３は，各燃焼用空気ノズル５１１，５２１の先端部に各ガスノズル４１１，４２１の方向に傾斜させて配設した各ガイド板により形成しても勿論よい。
また，上記各噴出ガイド５３の形成により，上記各燃焼用空気ノズル５１１，５２１の開口面積は，上記各燃焼用空気通路５１，５２の通路断面積に対して絞られている。
【００３１】
また，図４に示すごとく，上記各燃焼用空気通路５１，５２は，上記内壁１１の軸方向Ｌに向けて長い縦長断面形状を有しており，上記各燃焼用空気ノズル５１１，５２１は，各燃焼用空気通路５１，５２の先端部において上記軸方向Ｌに向けて長い縦長形状を形成している。
また，上記各バーナ３１，３２の各燃焼用空気通路５１，５２には，それぞれ３方弁５４が接続されており，各燃焼用空気通路５１，５２は，各３方弁５４の切換動作によって燃焼用空気Ａの供給通路５５に接続されるか，又は排気ガスＧ２の排気通路５６に接続される。
【００３２】
なお，図示は省略するが，上記各３方弁５４の代わりに，上記各バーナ３１，３２の各燃焼用空気通路５１，５２に共通して使用する４方弁を用い，この１つの４方弁の切換動作によって，各燃焼用空気通路５１，５２を上記供給通路５５又は上記排気通路５６に交互に接続することもできる。
【００３３】
上記ガス管４１，４２は，２重管構造を有しており，内管４３を上記燃料ガスＦを通過させ，外管４４を上記燃料ガスＦと上記燃焼用空気Ａとの混合気よりなるパイロットガスを通過させるよう構成されている。なお，このパイロットガスは，上記各ガスノズル４１１，４２１より噴出された燃料ガスＦと上記各燃焼用空気ノズル５１１，５２１より噴出された燃焼用空気Ａとの混合気に着火させるために用いる。
【００３４】
また，図６に示すごとく，本例の各ガスノズル４１１，４２１は，各燃焼用空気ノズル５１１，５２１に対して１箇所に形成されている。一方で，図７，図８に示すごとく，ガスノズル４１１，４２１は，燃焼用空気ノズル５１１，５２１に対して２箇所に形成されていてもよく，３箇所に形成されていてもよい。
なお，本例の各ガスノズル４１１，４２１は，図５に示すごとく，上記各ガス管４１，４２の先端部にそれぞれ１つずつ形成されている。一方で，ガスノズル４１１，４２１は，ガス管４１，４２の先端部を封鎖板により封鎖すると共にこの封鎖板に設けた複数の開口穴により，燃焼用空気ノズル５１１，５２１に対して複数箇所に形成されていてもよい。
【００３５】
また，各ガスノズル４１１，４２１による燃料ガスＦの噴出は，各燃焼用空気ノズル５１１，５２１の縦長方向に向けて傾斜させた状態で行ってもよい。また，各ガスノズル４１１，４２１は，燃焼用空気ノズル５１１，５２１の縦長方向に向けて長い縦長形状に形成することもできる。
【００３６】
また，図３に示すごとく，上記被加熱物（反応筒）２は，上記加熱炉１の内壁１１の軸方向Ｌ（上下方向）の両端部にまで形成されている。そして，上記第１バーナ３１と第２バーナ３２とは，内壁１１の軸方向Ｌにできるだけ離れた位置に互いに配設してある。
また，上記各バーナ３１，３２における上記燃焼用空気ノズル５１１，５２１は，上記各バーナ３１，３２における燃焼後に上記環状燃焼空間１３を進んだ燃焼ガスＧ１の流れ方向に対して互いに対向するよう配設してある。
【００３７】
本例では，図１，図２に示すごとく，第１バーナ３１と第２バーナ３２とは，上記加熱炉１の上方から見たときに，上記加熱炉１の円周方向Ｃに離れた位置に，各燃焼用空気ノズル５１１，５２１が互いに直交するよう配設した。一方で，図９に示すごとく，第１バーナ３１と第２バーナ３２とは，上記加熱炉１の上方から見たときに，上記加熱炉１の円周方向Ｃの近い位置に，各燃焼用空気ノズル５１１，５２１が互いに直交するよう配設しても勿論よい。また，図１０に示すごとく，第１バーナ３１と第２バーナ３２とは，上記加熱炉１の上方から見たときに，この加熱炉１において，各燃焼用空気ノズル５１１，５２１が互いに平行になるよう配設しても勿論よい。
【００３８】
以下に，上記リジェネバーナを構成した加熱炉１における燃焼動作につき説明し，この加熱炉１による作用効果につき説明する。
図１に示すごとく，上記加熱炉１の下側に配設した第１バーナ３１において燃焼を行う際には，上記第１ガス管４１に燃料ガスＦを流入させると共に上記第１燃焼用空気通路５１に燃焼用空気Ａを流入させる。また，第１バーナ３１において燃焼を行う際には，第１バーナ３１及び第２バーナ３２に設けた３方弁５４の切換動作により，第１バーナ３１の第１燃焼用空気通路５１は燃焼用空気Ａの供給通路５５に接続され，第２バーナ３２の第２燃焼用空気通路５２は排気ガスＧ２の排気通路５６に接続されている。
【００３９】
そして，同図に示すごとく，第１ガスノズル４１１より燃料ガスＦを噴出させると共に第１燃焼用空気ノズル５１１より燃焼用空気Ａを噴出させ，これらの混合気は，上記パイロットガスにより形成されたパイロット火炎により着火されて燃焼する。
このとき，上記燃焼用空気Ａの噴出方向が上記燃料ガスＦの噴出方向に交錯していると共に上記内壁１１の側壁面１１１の方向を向いていることにより，燃焼用空気Ａは，燃料ガスＦを内壁１１の方向に押し出すようにして噴出される。
【００４０】
また，燃焼用空気Ａと燃料ガスＦとが燃焼して火炎を形成したときには，燃焼用空気Ａはこの火炎を上記内壁１１の方向に押し出すようにして噴出される。また，上記縦長形状の各燃焼用空気ノズル５１１，５２１により，燃焼用空気Ａは，内壁１１の軸方向Ｌに向けて長い縦長に噴出される。
こうして，上記火炎は，上記内壁１１の方向に向けて形成されると共に，内壁１１の軸方向Ｌに向けて長い縦長の形状に形成される。また，この火炎は，内壁１１に沿って円弧状に形成されると共に，被加熱物（反応筒）２との接触が避けられた状態で，内壁１１に沿って被加熱物２の回りを旋回するようにして形成される。
【００４１】
その後，上記燃焼による燃焼ガスＧ１は，上記被加熱物２を加熱しながら，この被加熱物２の回りを旋回して上記環状燃焼空間１３を通過する。このとき，上記第１バーナ３１と第２バーナ３２とが上下方向に離れた位置に配設されていることにより，上記燃焼ガスＧ１は上記被加熱物２を十分に加熱した後，第２バーナ３２へと流れる。
【００４２】
そして，上記被加熱物２を加熱した後の排気ガスＧ２は，上記第２燃焼用空気ノズル５２１より第２バーナ３２の第２燃焼用空気通路５２を通過して，加熱炉１の外部に排気される。このとき，この排気ガスＧ２は，第２燃焼用空気通路５２に配置した第２蓄熱体５２２に熱量を与え，第２蓄熱体５２２は，排気ガスＧ２における排熱を蓄える。
こうして，第１バーナ３１による燃焼と第２バーナ３２による排気とが行われる。
【００４３】
次いで，図２に示すごとく，上記第１バーナ３１における燃焼が終わると，第２バーナ３２において燃焼を行うために第１バーナ３１及び第２バーナ３２に設けた各３方弁５４の切換動作により，第１バーナ３１の第１燃焼用空気通路５１は上記排気通路５６に接続され，第２バーナ３２の第２燃焼用空気通路５２は上記供給通路５５に接続される。
【００４４】
そして，同図に示すごとく，上記第２ガス管４２に燃料ガスＦを流入させると共に上記第２燃焼用空気通路５２に燃焼用空気Ａを流入させる。このとき，この燃焼用空気Ａには，上記第１バーナ３１からの排気ガスＧ２による排熱を蓄えた第２蓄熱体５２２における熱量が与えられる。そのため，第２バーナ３２において燃焼を行う際には，第２蓄熱体５２２における熱量を利用して燃焼を行うことができ，第１バーナ３１の排気ガスＧ２における排熱を回収することができる。
【００４５】
その後，第２バーナ３２においても，上記第１バーナ３１と同様に燃焼が行われ，燃焼による火炎が，内壁１１の方向に向けて形成されると共に内壁１１の軸方向Ｌに向けて長い縦長の形状に形成される。また，第２バーナ３２による燃焼ガスＧ１が上記被加熱物２を加熱しながら環状燃焼空間１３を通過し，被加熱物２を加熱した後の排気ガスＧ２が上記第１燃焼用空気ノズル５１１より第１バーナ３１の第１燃焼用空気通路５１を通過して，加熱炉１の外部に排気される。そして，このときには，第１バーナ３１における第１蓄熱体５１２に排気ガスＧ２における排熱が蓄えられる。
次いで，第１バーナ３１において燃焼が行われる際には，第１蓄熱体５１２における排熱を回収して燃焼が行われる。そして，以降は，同様にして，各バーナ３１，３２において交互に燃焼と排気とが繰り返される。
【００４６】
本例の加熱炉１においては，上記のごとく，燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼による火炎は，上記内壁１１の方向に押し出されると共にこの内壁１１に沿った円弧状に形成され，上記被加熱物（反応筒）２との接触が避けられる。そのため，上記加熱炉１によれば，被加熱物２の一部を火炎により局所的に加熱してしまうことがなく，局所的な加熱により被加熱物２が悪影響を受けることがない。
【００４７】
また，上記燃焼による火炎は，上記内壁１１に沿った円弧状に形成されることにより，上記被加熱物２より離れた方向に向けられる。そのため，上記被加熱物２の大きさは維持したまま，上記環状燃焼空間１３を被加熱物２と上記内壁１１との間の距離を小さくするように狭くしても，上記火炎が上記被加熱物２に接触することを防止することができる。
【００４８】
それ故，本例によれば，被加熱物２を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に，コンパクトな加熱炉１を形成することができる。そして，本例の加熱炉１は，例えば，これを設置するためのスペースが限られている状況下においても，設置が可能となる。
また，上記のごとく，上記環状燃焼空間１３を狭くすることにより，上記各バーナ３１，３２の燃焼ガスＧ１を充満させる空間の体積が小さくなる。そのため，本例によれば，熱効率の高い加熱炉１を形成することができる。
【００４９】
また，本例の加熱炉１においては，上記のごとく，上記２つのバーナ３１，３２を，この加熱炉１の内壁１１に対してできるだけ離れた位置に配設し，一方のバーナ３１又は３２による燃焼ガスＧ１が排気ガスＧ２として他方のバーナ３１又は３２に排気されるまでの時間をできるだけ長くした。そのため，一方のバーナ３１又は３２による燃焼ガスＧ１をできるだけ長い時間上記被加熱物２に接触させてから，被加熱物２を加熱した後の排気ガスＧ２を他方のバーナ３１又は３２の燃焼用空気ノズル５１１，５２１へと排気することができる。
【００５０】
また，燃焼による燃焼ガスＧ１が上記環状燃焼空間１３を旋回しながら進むことを考慮して，この燃焼ガスＧ１の進行方向に対して対向するように各バーナ３１，３２の燃焼用空気ノズル５１１，５２１を配設した。そのため，燃焼ガスＧ１は，できるだけ長い時間，環状燃焼空間１３を進んだ後には，速やかに排気される。
また，本例の加熱炉１によれば，上記構成により，従来の加熱炉１のように内壁１１の一部に排気ガスＧ２の排出を助ける排気ガス排出穴を形成することなく，燃焼を行うことも可能となる。
【００５１】
それ故，本例によれば，熱効率が一層高い加熱炉１を形成することができる。そして，上記のごとく，上記反応筒２において雰囲気ガスＨを生成する際には，上記燃焼による火炎が反応筒２を局部加熱して雰囲気ガスＨの生成に悪影響を及ぼしてしまうことを防止でき，小さな設置スペースで，かつ効率的に上記雰囲気ガスＨの生成を行うことができる。
【００５２】
また，上記各バーナ３１，３２においては，上記各噴出ガイド５３の形成により，排気ガスＧ２は，上記環状燃焼空間１３より各燃焼用空気ノズル５１１，５２１へ流入した後には，各燃焼用空気通路５１，５２内で横方向に拡大する流れとなる。そのため，排気ガスＧ２の流速は減少し，排気ガスＧ２を各蓄熱体５１２，５２２に対して長い時間接触させることができる。そのため，上記各噴出ガイド５３の形成により，上記各蓄熱体５１２，５２２による排熱の回収効率が向上できると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における，第１バーナ及び第２バーナを配設した加熱炉をその上方から見た状態を示す図で，第１バーナにおいて燃焼を行うと共に第２バーナにおいて排気を行っている状態を示す断面説明図。
【図２】実施例における，第１バーナ及び第２バーナを配設した加熱炉をその上方から見た状態を示す図で，第２バーナにおいて燃焼を行うと共に第１バーナにおいて排気を行っている状態を示す断面説明図。
【図３】実施例における，加熱炉を示す斜視図。
【図４】実施例における，第１バーナ又は第２バーナを加熱炉の上方から見た状態を示す断面説明図。
【図５】実施例における，噴出ガイドをガイド板により形成した第１バーナ又は第２バーナを示す断面説明図。
【図６】実施例における，第１バーナ又は第２バーナを正面から見た状態を示す図で，第１ガスノズル又は第２ガスノズルの形成状態を示す説明図。
【図７】実施例における，第１バーナ又は第２バーナを正面から見た状態を示す図で，第１ガスノズル又は第２ガスノズルを２箇所に形成した状態を示す説明図。
【図８】実施例における，第１バーナ又は第２バーナを正面から見た状態を示す図で，第１ガスノズル又は第２ガスノズルを３箇所に形成した状態を示す説明図。
【図９】実施例における，第１バーナ及び第２バーナを配設した加熱炉をその上方から見た状態を示す図で，それらを加熱炉の円周方向の近い位置に，各燃焼用空気ノズルが互いに直交するよう配設した状態を示す説明図。
【図１０】実施例における，第１バーナ及び第２バーナを配設した加熱炉をその上方から見た状態を示す図で，それらを加熱炉において，各燃焼用空気ノズルが互いに平行になるよう配設した状態を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．加熱炉，
１１．．．内壁，
１３．．．環状燃焼空間，
２．．．被加熱物（反応筒），
２０．．．反応室，
２１．．．触媒，
３１．．．第１バーナ，
３２．．．第２バーナ，
４１．．．第１ガス管，
４１１．．．第１ガスノズル，
４２．．．第２ガス管，
４２１．．．第２ガスノズル，
５１．．．第１燃焼用空気通路，
５１１．．．第１燃焼用空気ノズル，
５１２．．．第１蓄熱体，
５２．．．第２燃焼用空気通路，
５２１．．．第２燃焼用空気ノズル，
５２２．．．第２蓄熱体，
５３．．．噴出ガイド，
６．．．熱処理炉，
Ｆ．．．燃料ガス，
Ａ．．．燃焼用空気，
Ｇ１．．．燃焼ガス，
Ｇ２．．．排気ガス，

Claims

筒状の内壁の略軸中心部に被加熱物を配置し，該被加熱物と上記内壁との間に形成された環状燃焼空間に向けてバーナから火炎を発生させて上記被加熱物を加熱するよう構成された加熱炉において，
上記バーナは，燃料ガスを噴出させるガスノズルと，燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に，上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記環状燃焼空間に向けて配設させてなり，
上記燃焼用空気ノズルは，上記燃焼用空気の噴出方向を上記ガスノズルの上記燃料ガスの噴出方向に交錯させるよう配設してあり，
上記燃料ガスと上記燃焼用空気との燃焼による火炎が，上記燃焼用空気ノズルより噴出された上記燃焼用空気によって上記内壁に向けて押し出されると共に，上記被加熱物に接触することなく上記内壁に沿って円弧状に形成されるよう構成してあることを特徴とする加熱炉。
請求項１において，上記燃焼用空気ノズルは，上記筒状の内壁の軸方向に向けて長い縦長形状を有しており，かつ当該燃焼用空気ノズルの近傍には，上記燃焼用空気の噴出方向を上記燃料ガスの噴出方向に交錯させるための噴出ガイドが設けてあることを特徴とする加熱炉。
請求項１又は２において，上記加熱炉には，上記バーナが２つ配設されていると共に，該各バーナは，それぞれ上記燃焼用空気を通過させる燃焼用空気通路とこれに配置された蓄熱体とを有しており，該各バーナにより，燃焼と排気とを交互に行うリジェネバーナが構成されていることを特徴とする加熱炉。
請求項１〜３のいずれか一項において，上記被加熱物は，反応室を有する筒状の反応筒であり，該反応筒は，上記反応室に触媒を保持すると共に，該触媒に燃料ガス及び燃焼用空気を含有する原料ガスを投入してこれらを反応させ，一酸化炭素ガス，水素ガス及び窒素ガスを含有する雰囲気ガスを生成するものであることを特徴とする加熱炉。