JP2012241203A - Ceramic burner for hot blast stove - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱風炉用セラミックバーナに関する。 The present invention relates to a ceramic burner for a hot stove.
従来、高炉に熱風を供給するために熱風炉が用いられている。内燃式の熱風炉では、炉体内部に、燃料ガスを燃焼させる燃焼室と蓄熱煉瓦が充填される蓄熱室とが形成される。熱風炉の燃焼室は、円筒状の熱風炉の炉体内部を横断面円弧状の仕切によって区切られ、横断面視で当該円弧の内側と当該炉体内壁とで囲まれる略楕円状の領域に形成されている。
燃焼室の下方にはセラミックバーナが設けられている。このセラミックバーナは、隔壁によって複数に仕切られ、燃料ガスが流通する燃料ガス通路と、燃焼空気が流通する燃焼空気通路とが交互に形成されている。セラミックバーナの下部から供給された燃料ガスは、燃料ガス通路を通って上昇し、セラミックバーナの下部から供給された燃焼空気は、燃焼空気通路を通って上昇する。上昇した、燃料ガス及び燃焼空気は、セラミックバーナの上部の格子煉瓦（格子部）で混合されて、燃焼室内で燃焼する。燃焼ガスは、蓄熱室へと導かれ、蓄熱室内の蓄熱煉瓦に熱を蓄える。蓄熱室に蓄熱した後、燃焼を停止し、蓄熱室に空気を送り込んで高温空気とし、この高温空気を高炉へと供給する。
Conventionally, a hot stove is used to supply hot air to a blast furnace. In an internal combustion type hot stove, a combustion chamber for burning fuel gas and a heat storage chamber filled with a heat storage brick are formed inside the furnace body. The combustion chamber of the hot stove is divided into a substantially elliptical region surrounded by the inner side of the arc and the wall of the furnace body in a cross-sectional view by dividing the inside of the furnace body of the cylindrical hot stove by an arc-shaped cross section. Is formed.
A ceramic burner is provided below the combustion chamber. This ceramic burner is divided into a plurality of partitions by partition walls, and fuel gas passages through which fuel gas flows and combustion air passages through which combustion air flows are alternately formed. The fuel gas supplied from the lower part of the ceramic burner rises through the fuel gas passage, and the combustion air supplied from the lower part of the ceramic burner rises through the combustion air passage. The rising fuel gas and combustion air are mixed by the lattice bricks (lattice part) on the upper part of the ceramic burner and burned in the combustion chamber. The combustion gas is guided to the heat storage chamber and stores heat in the heat storage bricks in the heat storage chamber. After storing heat in the heat storage chamber, combustion is stopped, air is sent into the heat storage chamber to form high temperature air, and this high temperature air is supplied to the blast furnace.
従来のセラミックバーナにおいては、隔壁が上記略楕円状の長軸方向に沿って配置され、燃料ガス通路、及び燃焼空気通路は、平面視で当該長軸方向に沿って交互に形成されている。セラミックバーナ下部から供給された燃料ガス、及び燃焼空気が、両通路内を上昇する際に、当該長軸方向においてガスや空気の濃度分布が生じないように、ガス通路、及び空気通路は、それぞれの導入口から燃焼室に向かって拡がる略台形状の空間となっている。この略台形状の空間は、燃料ガス、及び燃焼空気導入口側から上方に向かって垂直方向に伸びる垂直壁と、この垂直壁の反対側に位置する傾斜壁と、隔壁とで囲まれて形成される。また、この傾斜壁は、ガス通路、及び空気通路とで互い違いに傾斜方向が異なる。つまり、ガス通路の傾斜壁は、上記略楕円状の長軸の一端側から他端側へ向かって傾斜するのに対し、空気通路の傾斜壁は、上記略楕円状の長軸の他端側から一端側へ向かって傾斜する。
このような構造を有するセラミックバーナにおいて、燃料ガス、及び燃焼空気を流通させると、横断面内での燃焼空気と燃料ガスとの混合比のばらつきが大きく、燃焼効率が低いという問題があった。
In the conventional ceramic burner, the partition walls are arranged along the substantially elliptical long axis direction, and the fuel gas passages and the combustion air passages are alternately formed along the long axis direction in plan view. When the fuel gas supplied from the lower part of the ceramic burner and the combustion air rise in both passages, the gas passage and the air passage are respectively arranged so that no concentration distribution of gas or air occurs in the major axis direction. This is a substantially trapezoidal space that extends from the inlet to the combustion chamber. This substantially trapezoidal space is formed by being surrounded by a vertical wall extending vertically from the fuel gas and combustion air inlet side, an inclined wall located on the opposite side of the vertical wall, and a partition wall. Is done. In addition, the inclination direction of the inclined wall is different between the gas passage and the air passage. That is, the inclined wall of the gas passage is inclined from one end side to the other end side of the substantially elliptical long axis, whereas the inclined wall of the air passage is the other end side of the substantially elliptical long axis. It inclines toward one end side.
In the ceramic burner having such a structure, when the fuel gas and the combustion air are circulated, there is a problem that the variation in the mixing ratio between the combustion air and the fuel gas in the cross section is large and the combustion efficiency is low.
このような問題に対して、例えば、特許文献１では、セラミックバーナ内に設置されるキー煉瓦の配置や形状を工夫することで、混合比のばらつきを抑制し、燃焼効率の向上を図っている。 For such a problem, for example, in Patent Document 1, the variation in the mixing ratio is suppressed and the combustion efficiency is improved by devising the arrangement and shape of the key bricks installed in the ceramic burner. .
しかしながら、特許文献１に記載されたように、キー煉瓦の配置や形状を工夫しても混合比のばらつき抑制が不十分であり、熱風炉の燃焼効率の更なる向上が望まれている。 However, as described in Patent Document 1, even if the arrangement and shape of the key bricks are devised, the variation in the mixing ratio is not sufficiently suppressed, and further improvement in the combustion efficiency of the hot stove is desired.
本発明の目的は、燃焼効率を向上させることのできる熱風炉用セラミックバーナを提供することである。 The objective of this invention is providing the ceramic burner for hot-air stoves which can improve combustion efficiency.
本発明者らは、上述課題を解決すべく、鋭意検討を行ったところ、燃焼空気通路、及び燃料ガス通路において、傾斜壁に沿って上昇する燃焼空気や燃料ガスよりも、垂直壁側で垂直方向へ上昇する燃焼空気や燃料ガスの方が多いことを見出した。そして、燃焼空気通路、及び燃料ガス通路の傾斜壁、及び垂直壁の配置は、上述のとおり交互に異なるので、格子部では、上述略楕円状の長軸の一端側において、燃料ガスが多く、燃焼空気が少ない状態で混合され、同長軸の他端側において、燃焼空気が多く、燃料ガスが少ない状態で混合され、横断面内での混合比のばらつきが大きくなっていることを見出した。
そして、本発明者らは、燃料ガス通路、及び燃焼空気通路を上記略楕円状の短軸方向に沿って交互に配置することで、当該短軸方向の一端側と他端側での燃料ガス濃度、及び燃焼空気濃度のバランスが改善されて、上述の混合比のばらつきが抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。
The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-described problems. As a result, in the combustion air passage and the fuel gas passage, the vertical wall side is more vertical than the combustion air and fuel gas rising along the inclined wall. We found that there were more combustion air and fuel gas rising in the direction. And since the arrangement of the inclined wall and the vertical wall of the combustion air passage and the fuel gas passage is alternately different as described above, the lattice portion has a large amount of fuel gas at one end side of the substantially elliptical long axis, It was found that the mixture was mixed with a small amount of combustion air, and the other end of the same long axis was mixed with a large amount of combustion air and a small amount of fuel gas, resulting in a large variation in the mixing ratio in the cross section. .
The inventors of the present invention alternately arrange the fuel gas passages and the combustion air passages along the substantially elliptical minor axis direction so that the fuel gas on one end side and the other end side in the minor axis direction can be obtained. The present inventors have found that the balance between the concentration and the combustion air concentration is improved and the above-described variation in the mixing ratio is suppressed, and the present invention has been completed.
本発明の熱風炉用セラミックバーナは、
筒状の本体を有し、この本体内部に複数の隔壁で仕切られた燃焼空気通路、及び燃料ガス通路を備える熱風炉用セラミックバーナであって、
前記本体は、横断面略楕円状に形成され、
前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路は、前記横断面略楕円状の短軸方向に沿って交互に形成されている
ことを特徴とする。
The ceramic burner for a hot stove of the present invention is
A hot air furnace ceramic burner having a cylindrical main body, a combustion air passage partitioned by a plurality of partition walls inside the main body, and a fuel gas passage,
The main body is formed in a substantially elliptical cross section,
The combustion air passages and the fuel gas passages are alternately formed along a minor axis direction having a substantially elliptical cross section.
このような本発明では、燃焼空気通路、及び燃料ガス通路は、本体の横断面略楕円状の短軸方向に沿って交互に形成されている。そのため、本発明の燃焼空気通路、及び燃料ガス通路の上端における開口の長手方向（短軸方向に相当）の長さ寸法は、本体の横断面略楕円状の長軸方向に沿って形成する場合と比べて、小さくなる。
従来のように当該長軸方向に沿って各通路を形成すると、開口の長さ寸法が大きくなり、その長さ方向に渡って燃焼空気又は燃料ガスが拡散することになるので、当該長手方向の一端側と他端側とにおける濃度差が大きくなる。
一方で、本発明のように、開口の長さ寸法が小さくなることで、その長さ方向に渡って燃焼空気又は燃料ガスが拡散する距離も短くなり、当該長手方向の一端側と他端側とにおける燃料ガスや燃焼空気の濃度差が小さくなる。その結果、短軸方向の一端側と他端側での燃料ガス濃度、及び燃焼空気濃度のバランスが改善されて、燃焼空気と燃料ガスとの混合比のばらつきが抑制される。よって、熱風炉における燃焼効率が向上する。
In the present invention as described above, the combustion air passages and the fuel gas passages are alternately formed along the short-axis direction having a substantially elliptical cross section of the main body. Therefore, the longitudinal dimension (corresponding to the minor axis direction) of the opening at the upper end of the combustion air passage and the fuel gas passage of the present invention is formed along the major axis direction having a substantially elliptical cross section of the main body. Compared to
If each passage is formed along the major axis direction as in the prior art, the length of the opening increases, and combustion air or fuel gas diffuses over the length direction. The density difference between the one end side and the other end side becomes large.
On the other hand, as the length dimension of the opening is reduced as in the present invention, the distance in which the combustion air or fuel gas diffuses along the length direction is shortened, and one end side and the other end side in the longitudinal direction. The difference in the concentration of fuel gas and combustion air between the two is reduced. As a result, the balance between the fuel gas concentration and the combustion air concentration on one end side and the other end side in the minor axis direction is improved, and variation in the mixing ratio between the combustion air and the fuel gas is suppressed. Therefore, the combustion efficiency in a hot stove improves.
本発明の熱風炉用セラミックバーナでは、
前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路より上方に、前記本体の垂直方向の軸周りで旋回する旋回気流を生じさせる旋回手段が設けられている
ことが好ましい。
In the ceramic burner for a hot stove of the present invention,
It is preferable that swirling means for generating a swirling airflow swirling around a vertical axis of the main body is provided above the combustion air passage and the fuel gas passage.
このような本発明では、燃焼空気通路、及び燃料ガス通路より上方に、本体の垂直方向の軸周りで旋回する旋回気流を生じさせる旋回手段が設けられている。そのため、各通路を通過した後の燃焼空気、及び燃料ガスが旋回手段によって生じた旋回気流によって撹拌される。したがって、上述の混合比のばらつきをさらに抑制できる。その結果、熱風炉における燃焼効率をさらに向上させることができる。 In the present invention, swirling means for generating a swirling airflow swirling around the vertical axis of the main body is provided above the combustion air passage and the fuel gas passage. Therefore, the combustion air and fuel gas after passing through each passage are agitated by the swirling airflow generated by the swirling means. Therefore, the above-described variation in the mixing ratio can be further suppressed. As a result, the combustion efficiency in the hot stove can be further improved.
本発明の熱風炉用セラミックバーナでは、
前記旋回手段は、前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路より上方に、前記旋回気流の旋回方向に向けて配置された空気噴出口を備え、
前記空気噴出口は、前記燃焼空気通路に空気を供給する燃焼空気流路から分岐して供給された空気を噴出する
ことが好ましい。
In the ceramic burner for a hot stove of the present invention,
The swirling means includes an air jet port disposed in the swirling direction of the swirling airflow above the combustion air passage and the fuel gas passage,
It is preferable that the air jet outlet jets the supplied air that is branched from a combustion air flow path that supplies air to the combustion air passage.
このような本発明では、空気噴出口が、燃焼空気通路、及び燃料ガス通路より上方において、旋回気流の旋回方向に向けて配置されている。そのため、旋回気流を容易に生じさせることができる。また、空気噴出口から噴出する空気は、燃焼空気通路に供給される空気の一部を分岐させたものを利用するので、別途、旋回気流を生じさせるための設備が不要になり、設備コストの上昇を防ぐことができる。 In such this invention, the air jet outlet is arrange | positioned toward the turning direction of a turning airflow above a combustion air channel | path and a fuel gas channel | path. Therefore, a swirl airflow can be easily generated. In addition, since the air jetted from the air outlet uses a part of the air supplied to the combustion air passage, a separate facility for generating a swirling airflow becomes unnecessary, and the equipment cost is reduced. The rise can be prevented.
本発明の熱風炉用セラミックバーナでは、
前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路の上端には、煉瓦で格子状に構築された格子部が設けられ、
前記格子部には、前記旋回気流の旋回方向に向けて張り出す誘導ブレードが形成されている
ことが好ましい。
In the ceramic burner for a hot stove of the present invention,
At the upper end of the combustion air passage and the fuel gas passage, a lattice portion constructed in a lattice shape with bricks is provided,
It is preferable that a guide blade projecting toward the swirling direction of the swirling airflow is formed on the lattice portion.
このような本発明では、格子部に旋回気流の旋回方向に向けて張り出す誘導ブレードが形成されている。そのため、燃焼空気通路、及び燃料ガス通路を通過して格子部に至った燃焼空気、及び燃料ガスが混合されるとともに、誘導ブレードによって、旋回方向に向かう流れが生じ易くなる。通常、格子部を通過した後の気流は、鉛直方向成分が主流となるところ、本発明では、旋回方向に向かう流れが生じ易くなる結果、格子部よりも上方で旋回気流が生じ、燃焼空気と燃料ガスとの混合比のばらつきをさらに抑制できる。
このような本発明で、上述の空気噴出口を併用してもよい。
In the present invention as described above, the guide blade is formed in the lattice portion so as to project toward the swirling direction of the swirling airflow. Therefore, the combustion air that has passed through the combustion air passage and the fuel gas passage and reaches the lattice portion and the fuel gas are mixed, and the flow in the swirl direction is easily generated by the guide blade. Normally, the airflow after passing through the lattice portion has a main component in the vertical direction.In the present invention, however, a swirling airflow is generated above the lattice portion as a result of the flow in the swirling direction being easily generated. Variations in the mixing ratio with the fuel gas can be further suppressed.
In the present invention as described above, the above-described air outlet may be used in combination.
本発明の熱風炉用セラミックバーナでは、
前記本体内部に交互に形成される複数の前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路の内、最も外側に前記燃焼空気通路が形成されている
ことが好ましい。
In the ceramic burner for a hot stove of the present invention,
It is preferable that the combustion air passage is formed on the outermost side among the plurality of combustion air passages and the fuel gas passages alternately formed in the main body.
このような本発明では、外側の通気路が燃焼空気通路であれば、燃料ガスの上昇気流の両側に燃焼空気の上昇気流が形成されるので、燃料ガスが燃焼空気と混合しないまま上昇することを防止できる。 In the present invention, if the outer air passage is a combustion air passage, an upward flow of combustion air is formed on both sides of the upward flow of fuel gas, so that the fuel gas rises without being mixed with the combustion air. Can be prevented.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１には、本発明の熱風炉用セラミックバーナを備えた熱風炉１が示されている。
図１において、熱風炉１は基礎２上に設置された炉体３を有する。炉体３は円筒状の直胴部６と、直胴部６の上部にやや大径に形成されたコニカル部５と、コニカル部５の上面に設置された半球状のドーム部４とを有する。直胴部６の内部には、燃焼室７、及び蓄熱室８が形成され、互いに煉瓦壁で区切られている。燃焼室７の下部には、燃焼室７内に高温の燃焼ガスを送り込むセラミックバーナ９が設けられている。炉体３の燃焼室７側には、燃焼空気導入口１０，燃料ガス導入口１１が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a hot stove 1 equipped with a ceramic burner for a hot stove of the present invention.
In FIG. 1, a hot stove 1 has a furnace body 3 installed on a foundation 2. The furnace body 3 has a cylindrical straight body portion 6, a conical portion 5 formed on the upper portion of the straight body portion 6 with a slightly larger diameter, and a hemispherical dome portion 4 installed on the upper surface of the conical portion 5. . A combustion chamber 7 and a heat storage chamber 8 are formed inside the straight body 6 and are separated from each other by a brick wall. A ceramic burner 9 for sending high-temperature combustion gas into the combustion chamber 7 is provided below the combustion chamber 7. A combustion air introduction port 10 and a fuel gas introduction port 11 are provided on the combustion chamber 7 side of the furnace body 3.
燃焼室７は、炉体３内部を横断面円弧状の仕切７１（図２参照）によって区切られ、当該円弧の内側と当該炉体３内壁とで囲まれる略楕円状の領域に形成されている。そして、燃焼室７は、当該略楕円状の領域がセラミックバーナ９の上方からコニカル部５まで連続し、上下に延びるガス通路７２を有する（図１参照）。 The combustion chamber 7 is divided into a furnace body 3 by a partition 71 having a circular cross section (see FIG. 2), and is formed in a substantially elliptical region surrounded by the inside of the arc and the inner wall of the furnace body 3. . The combustion chamber 7 has a gas passage 72 in which the substantially elliptical region continues from above the ceramic burner 9 to the conical portion 5 and extends vertically (see FIG. 1).
蓄熱室８は、仕切７１の当該円弧の外側と炉体３の内壁とで囲まれる領域に形成されている。そして、この領域が炉体３の下方からコニカル部５まで連続している。蓄熱室８には、図１に示すように、蓄熱煉瓦８１が配列され、これにより蓄熱室８の全体を埋める蓄熱体８２が形成されている。この蓄熱体８２は蓄熱室８の底部に設置される支持体８３により支持されている。
蓄熱体８２において、蓄熱煉瓦８１は、それぞれ上下に貫通する通気孔を有し、かつ各々の通気孔が互いに連続するように配列されており（図示省略）、蓄熱体８２の上面側から支持体８３まで、全体として通気が可能である。
The heat storage chamber 8 is formed in a region surrounded by the outer side of the arc of the partition 71 and the inner wall of the furnace body 3. This region continues from the bottom of the furnace body 3 to the conical part 5. As shown in FIG. 1, heat storage bricks 81 are arranged in the heat storage chamber 8, thereby forming a heat storage body 82 that fills the entire heat storage chamber 8. The heat storage body 82 is supported by a support body 83 installed at the bottom of the heat storage chamber 8.
In the heat storage body 82, each of the heat storage bricks 81 has a vent hole penetrating vertically, and the vent holes are arranged so as to be continuous with each other (not shown), and the support body is supported from the upper surface side of the heat storage body 82. Up to 83, ventilation is possible as a whole.
炉体３には、図１に示すように、燃焼空気導入口１０、燃料ガス導入口１１、外気連通口１２、熱風取出口１３が形成されている。
燃焼空気導入口１０、及び燃料ガス導入口１１は、直胴部６の燃焼室７側の下部に形成されている。図１、及び図４に示すように、燃焼空気導入口１０には、燃焼空気流路としての燃焼空気導入管１４が接続されている。燃料ガス導入口１１には、燃料ガス流路としての燃料ガス導入管１５が接続されている。
外気連通口１２は、図１に示すように、直胴部６の蓄熱室８側の下部に形成され、支持体８３下方の中空部分に連通されている。
熱風取出口１３は、図１に示すように、直胴部６の燃焼室７側の中間高さに形成され、燃焼室７のガス通路７２に連通されている。
As shown in FIG. 1, the furnace body 3 is formed with a combustion air inlet 10, a fuel gas inlet 11, an outside air communication port 12, and a hot air outlet 13.
The combustion air introduction port 10 and the fuel gas introduction port 11 are formed in the lower part of the straight body portion 6 on the combustion chamber 7 side. As shown in FIGS. 1 and 4, a combustion air introduction pipe 14 as a combustion air flow path is connected to the combustion air introduction port 10. A fuel gas introduction pipe 15 as a fuel gas flow path is connected to the fuel gas introduction port 11.
As shown in FIG. 1, the outside air communication port 12 is formed in a lower portion of the straight body portion 6 on the heat storage chamber 8 side, and communicates with a hollow portion below the support 83.
As shown in FIG. 1, the hot air outlet 13 is formed at an intermediate height on the combustion chamber 7 side of the straight body portion 6 and communicates with the gas passage 72 of the combustion chamber 7.
セラミックバーナ９は、燃焼空気導入口１０から炉体３内部に導入された燃焼空気、及び燃料ガス導入口１１から炉体３内部に導入された燃料ガスを上昇させ、セラミックバーナ９上部にてこれらを混合させて燃焼させる。
セラミックバーナ９は、図１〜５に示すように、筒状の本体９１と、隔壁９２と、垂直壁９３と、傾斜壁９４と、燃焼空気通路９５と、燃料ガス通路９６と、格子部９７とを備える。
筒状の本体９１は、煉瓦で組み立てられており、燃焼室７と同様に横断面視で略楕円状断面が上下方向に連続している。本体９１の下部には、前述の燃焼空気導入口１０と連通する空気導入室９８Ａと、前述の燃料ガス導入口１１と連通する燃料ガス導入室９８Ｂが形成されている。空気導入室９８Ａと燃料ガス導入室９８Ｂとは、それぞれに導入された空気、及び燃料ガスが混合しないように、仕切壁９８Ｃで仕切られている。
隔壁９２、垂直壁９３、及び傾斜壁９４は、本体９１の内部を仕切るものであり、煉瓦で組み立てられている。
隔壁９２は、空気導入室９８Ａと燃料ガス導入室９８Ｂの上方に複数設けられている。隔壁９２は、図２に示す本体９１の横断面略楕円状の短軸９１Ａ方向に沿って複数配置されている。隔壁９２同士の間には所定の間隔が設けられており、この間隔を維持するために、隔壁９２間にキーレンガと称される耐火物製の図示しないスペーサ部材が組み込まれている。隔壁９２の一方の側端に垂直壁９３が連続して形成され、他方の側端に傾斜壁９４が連続して形成されている。
The ceramic burner 9 raises the combustion air introduced into the furnace body 3 from the combustion air inlet 10 and the fuel gas introduced into the furnace body 3 from the fuel gas inlet 11. Mix and burn.
1 to 5, the ceramic burner 9 includes a cylindrical main body 91, a partition wall 92, a vertical wall 93, an inclined wall 94, a combustion air passage 95, a fuel gas passage 96, and a lattice portion 97. With.
The cylindrical main body 91 is assembled from bricks, and has a substantially elliptical cross section continuous in the vertical direction in a cross-sectional view as in the combustion chamber 7. In the lower part of the main body 91, an air introduction chamber 98A communicating with the combustion air introduction port 10 and a fuel gas introduction chamber 98B communicating with the fuel gas introduction port 11 are formed. The air introduction chamber 98A and the fuel gas introduction chamber 98B are partitioned by a partition wall 98C so that the air and fuel gas introduced into each of the air introduction chamber 98A and the fuel gas introduction chamber 98B are not mixed.
The partition wall 92, the vertical wall 93, and the inclined wall 94 partition the inside of the main body 91 and are assembled from bricks.
A plurality of partition walls 92 are provided above the air introduction chamber 98A and the fuel gas introduction chamber 98B. A plurality of the partition walls 92 are arranged along the direction of the short axis 91A having a substantially elliptical cross section of the main body 91 shown in FIG. A predetermined interval is provided between the partition walls 92, and a spacer member (not shown) made of a refractory called a key brick is incorporated between the partition walls 92 in order to maintain this interval. A vertical wall 93 is continuously formed at one side end of the partition wall 92, and an inclined wall 94 is continuously formed at the other side end.
燃焼空気通路９５は、空気導入室９８Ａに導入された空気をセラミックバーナ９の上方に向けて通過させるための空間である。燃料ガス通路９６は、燃料ガス導入室９８Ｂに導入された燃料ガスをセラミックバーナ９の上方に向けて通過させるための空間である。これらの空間は、本体９１内部が隔壁９２、垂直壁９３、及び傾斜壁９４によって仕切られることで形成されている。
図２や図４に示すように、燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６は、短軸９１Ａ方向に沿って、交互に配置されている。そのため、空気導入室９８Ａに導入された燃焼空気、及び燃料ガス導入室９８Ｂに導入された燃料ガスが隔壁９２を隔てて交互に格子部９７へ向かって通過する。
The combustion air passage 95 is a space for allowing air introduced into the air introduction chamber 98 </ b> A to pass upward of the ceramic burner 9. The fuel gas passage 96 is a space for allowing the fuel gas introduced into the fuel gas introduction chamber 98 </ b> B to pass above the ceramic burner 9. These spaces are formed by partitioning the inside of the main body 91 by a partition wall 92, a vertical wall 93, and an inclined wall 94.
As shown in FIGS. 2 and 4, the combustion air passages 95 and the fuel gas passages 96 are alternately arranged along the direction of the minor axis 91 </ b> A. Therefore, the combustion air introduced into the air introduction chamber 98 </ b> A and the fuel gas introduced into the fuel gas introduction chamber 98 </ b> B alternately pass toward the lattice portion 97 through the partition wall 92.
燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６は、図５に示すように縦断面視で略台形状の空間となっており、上下が開口している。図５においては、燃焼空気通路９５が破線で示され、燃料ガス通路９６が実線で示されている。
燃焼空気通路９５の傾斜壁９４Ａは、空気導入室９８Ａから垂直方向に連続する垂直壁９３Ａとは反対側へ向かって傾斜する。一方、燃料ガス通路９６の傾斜壁９４Ｂは、燃料ガス導入室９８Ｂから垂直方向に連続する垂直壁９３Ｂとは反対側に向かって傾斜する。すなわち、燃焼空気通路９５の傾斜壁９４Ａの傾斜方向と燃焼空気通路９５の傾斜壁９４Ｂの傾斜方向とは、図５に示すように、交差する。そのため、燃焼空気通路９５に導入された燃焼空気、及び燃料ガス通路９６に導入された燃料ガスは、それぞれ垂直方向に上昇するだけではなく、傾斜壁９４Ａ，９４Ｂ方向にも広がりながら上昇する。その結果、燃焼空気通路９５や燃料ガス通路９６の上端における開口の長手方向（短軸方向に相当）に渡って燃料ガスや燃焼空気が通過するようになる。
As shown in FIG. 5, the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96 are substantially trapezoidal spaces in the longitudinal sectional view, and the upper and lower sides are open. In FIG. 5, the combustion air passage 95 is indicated by a broken line, and the fuel gas passage 96 is indicated by a solid line.
The inclined wall 94A of the combustion air passage 95 is inclined toward the side opposite to the vertical wall 93A continuous in the vertical direction from the air introduction chamber 98A. On the other hand, the inclined wall 94B of the fuel gas passage 96 is inclined toward the opposite side of the vertical wall 93B continuous in the vertical direction from the fuel gas introduction chamber 98B. That is, the inclination direction of the inclined wall 94A of the combustion air passage 95 and the inclination direction of the inclined wall 94B of the combustion air passage 95 intersect as shown in FIG. Therefore, the combustion air introduced into the combustion air passage 95 and the fuel gas introduced into the fuel gas passage 96 rise not only in the vertical direction but also while spreading in the directions of the inclined walls 94A and 94B. As a result, the fuel gas and the combustion air pass through the longitudinal direction (corresponding to the minor axis direction) of the opening at the upper end of the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96.
上述のとおり、燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６は、交互に配置されているが、図２に示すように、最も外側に燃焼空気通路９５が配置されていることが好ましい。最も外側に配置される流路が燃焼空気通路９５であれば、燃料ガスが燃焼空気と混合しないまま上昇することを防止できる。 As described above, the combustion air passages 95 and the fuel gas passages 96 are alternately arranged, but it is preferable that the combustion air passages 95 are disposed on the outermost side as shown in FIG. If the outermost flow path is the combustion air passage 95, the fuel gas can be prevented from rising without being mixed with the combustion air.
格子部９７は、燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６を流通してきた燃料ガス、及び燃焼空気を混合し、燃料ガスを燃焼させる。
図３は、格子部９７を示す横断面図であり、図６は、格子部９７の一部を示す拡大斜視図である。
格子部９７は、煉瓦で組み立てられ、図３〜図６に示すように、複数の支持部９７Ａと、複数の分流部９７Ｂとが格子状に組み合わされている。
支持部９７Ａは、隔壁９２の上端側に、隔壁９２の配列方向と交差する方向に複数列設けられ、分流部９７Ｂを支持する。支持部９７Ａは、上述の横断面略楕円状の長軸９１Ｂ方向に沿って、略等間隔で設けられている。
分流部９７Ｂは、図４に示すように、燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６を通過してきた燃料ガス、及び燃焼空気を二手に分流させる。分流した一方の燃料ガスと、分流した一方の燃焼空気とは、上昇しながら合流して混合される。分流部９７Ｂは、支持部９７Ａの設置方向と交差する方向、上述の横断面略楕円状の短軸９１Ａ方向に沿って、略等間隔で設けられている。それぞれの分流部９７Ｂは、図３や図５に示すように、隣り合う隔壁９２間に位置する。
The lattice unit 97 mixes the fuel gas and the combustion air that have passed through the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96, and burns the fuel gas.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the lattice portion 97, and FIG. 6 is an enlarged perspective view showing a part of the lattice portion 97.
The lattice portion 97 is assembled from bricks, and as shown in FIGS. 3 to 6, a plurality of support portions 97A and a plurality of flow dividing portions 97B are combined in a lattice shape.
The support portions 97A are provided in a plurality of rows on the upper end side of the partition walls 92 in a direction crossing the arrangement direction of the partition walls 92, and support the flow dividing portions 97B. The support portions 97A are provided at substantially equal intervals along the direction of the long axis 91B having the substantially elliptical cross section described above.
As shown in FIG. 4, the diverter 97 </ b> B splits the fuel gas and the combustion air that have passed through the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96 into two hands. One split fuel gas and one split combustion air join together while rising and are mixed. The diversion portions 97B are provided at substantially equal intervals along the direction intersecting the installation direction of the support portion 97A and the direction of the short axis 91A having the substantially elliptical cross section described above. Each branch part 97B is located between the adjacent partition walls 92 as shown in FIG. 3 and FIG.
以上のような第１実施形態によれば、次のような効果を奏する。
セラミックバーナ９の燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６は、本体９１の横断面略楕円状の短軸９１Ａ方向に沿って交互に形成されている。そのため、燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６の上端における開口の長手方向（短軸９１Ａ方向に相当）の長さ寸法は、本体９１の横断面略楕円状の長軸方向に沿って形成する場合と比べて、小さくなる。このように開口の長さ寸法が小さくなることで、当該長手方向の一端側と他端側とで燃料ガス、及び燃焼空気の濃度差が小さくなる。その結果、短軸９１Ａ方向の一端側と他端側での燃料ガス濃度、及び燃焼空気濃度のバランスが改善されて、燃焼空気と燃料ガスとの混合比のばらつきが抑制される。よって、熱風炉１における燃焼効率が向上する。
According to the first embodiment as described above, the following effects are obtained.
The combustion air passages 95 and the fuel gas passages 96 of the ceramic burner 9 are alternately formed along the direction of the short axis 91 </ b> A having a substantially elliptical cross section of the main body 91. Therefore, the longitudinal dimension of the opening at the upper ends of the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96 (corresponding to the direction of the minor axis 91A) is formed along the major axis direction of the cross section of the main body 91 that is substantially elliptical. Smaller than the case. Thus, by reducing the length of the opening, the difference in concentration of the fuel gas and the combustion air is reduced between the one end side and the other end side in the longitudinal direction. As a result, the balance between the fuel gas concentration and the combustion air concentration on one end side and the other end side in the direction of the minor axis 91A is improved, and variation in the mixing ratio between the combustion air and the fuel gas is suppressed. Therefore, the combustion efficiency in the hot stove 1 is improved.
燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６の上端における開口の長手方向の長さ寸法が、上述の従来技術と比べて小さくなることで、当該長手方向に渡って燃料ガスや燃焼空気が通過するように設けられた傾斜壁９４の斜面長さ寸法も小さくなる。そのため、燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６の高さ寸法も小さくなり、セラミックバーナ９の高さ寸法も小さくなる。そうすると、熱風炉１内に、従来のような長軸方向配置の隔壁を有するセラミックバーナを設置した場合に比べて、本実施形態のような短軸方向配置の隔壁９２を有するセラミックバーナ９を設置した方が、燃焼室７の燃焼空間が高さ方向において広くなり、燃焼空間の容積が拡大する。その結果、燃焼空気と燃焼用ガスとが上昇しながら接触、及び混合する時間が増えて、混合比のばらつきが抑制される。 The length in the longitudinal direction of the opening at the upper ends of the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96 is smaller than that of the above-described conventional technology, so that the fuel gas and the combustion air pass through the longitudinal direction. The slant length dimension of the slant wall 94 provided in is also reduced. Therefore, the height dimension of the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96 is also reduced, and the height dimension of the ceramic burner 9 is also reduced. As a result, the ceramic burner 9 having the short-axis direction partition walls 92 as in the present embodiment is installed in the hot stove 1 as compared with the case where the conventional ceramic burner having the long-axis direction partition walls is installed. As a result, the combustion space of the combustion chamber 7 becomes wider in the height direction, and the volume of the combustion space is expanded. As a result, while the combustion air and the combustion gas rise, the time for contact and mixing increases, and the variation in the mixing ratio is suppressed.
また、セラミックバーナ９がコンパクトになることで、セラミックバーナ９の作製に必要な煉瓦等の材料の削減、組立期間の短縮等を図ることができる。 Further, since the ceramic burner 9 becomes compact, it is possible to reduce materials such as bricks necessary for manufacturing the ceramic burner 9 and shorten an assembly period.
〔第２実施形態〕
図７は、第２実施形態の熱風炉２０を示す縦断面図であり、図８は、格子部９７を示す横断面図である。
第２実施形態の熱風炉２０が備えるセラミックバーナ２９は、格子部９７の上方に旋回手段１００を有する点で、第１実施形態のセラミックバーナ９と異なる。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略又は簡略する。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the hot stove 20 of the second embodiment, and FIG. 8 is a transverse sectional view showing the lattice portion 97.
The ceramic burner 29 provided in the hot stove 20 according to the second embodiment is different from the ceramic burner 9 according to the first embodiment in that the swirl means 100 is provided above the lattice portion 97. In the following description, the same parts as those already described are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
旋回手段１００は、本体９１の垂直方向の軸周りで旋回する旋回気流を生じさせる。
旋回手段１００は、図７に示すように、燃焼空気導入管１４から分岐し格子部９７上方まで通ずる分岐管１１０と、分岐管１１０端部に設けられている空気噴出口１２０と、燃焼空気導入管１４からの分岐点と空気噴出口１２０との間に接続されたオリフィス１３０と、空気流量調節弁（空気流調弁）１４０と、空気弁１５０とを備える。
分岐管１１０は、燃焼空気導入管１４の途中に接続され、燃焼空気の一部を分岐させて旋回気流を生じさせるための誘導空気を空気噴出口１２０まで導く。分岐管１１０は、図７に示すように、燃焼空気導入管１４の燃焼空気流量調節弁１４Ａより手前側に接続されている。
また、本実施形態では、図８に示すように２系統の分岐管１１０が配設されている。一方は長軸９１Ｂの一端側、他方は長軸９１Ｂの他端側に配設されている。
空気噴出口１２０は、分岐管１１０から供給される誘導空気を噴出する。空気噴出口１２０は、本実施形態では、炉体３内壁に形成した開口部である。この空気噴出口１２０は、前述の２系統の分岐管１１０にそれぞれ取り付けられ、格子部９７よりも上方に位置する。空気噴出口１２０の噴出口の向きは、旋回気流の旋回方向に向いている。具体的には、噴出口の向きは、本体９１の断面略楕円状の接線方向に沿う方向に向けて形成されている。本実施形態では、図８に示すように、短軸９１Ａの一端側、及び他端側にそれぞれ設けられた空気噴出口１２０から誘導空気が噴出され、反時計回り方向の旋回気流を生じさせる。
燃焼空気導入管１４から分岐した誘導空気は、オリフィス１３０で流量が絞られ、空気流量調節弁１４０で流量が調節され、空気弁１５０で旋回気流の発生を制御する。
The swirling means 100 generates a swirling airflow that swirls around the vertical axis of the main body 91.
As shown in FIG. 7, the swirling means 100 includes a branch pipe 110 that branches from the combustion air introduction pipe 14 and extends to above the lattice portion 97, an air outlet 120 provided at the end of the branch pipe 110, and combustion air introduction An orifice 130 connected between a branch point from the pipe 14 and the air outlet 120, an air flow rate control valve (air flow control valve) 140, and an air valve 150 are provided.
The branch pipe 110 is connected in the middle of the combustion air introduction pipe 14, and guides guide air for branching a part of the combustion air to generate a swirling airflow to the air jet outlet 120. As shown in FIG. 7, the branch pipe 110 is connected to the front side of the combustion air flow rate adjustment valve 14 </ b> A of the combustion air introduction pipe 14.
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 8, two branch pipes 110 are provided. One is disposed on one end side of the long shaft 91B, and the other is disposed on the other end side of the long shaft 91B.
The air outlet 120 ejects the induction air supplied from the branch pipe 110. In the present embodiment, the air outlet 120 is an opening formed on the inner wall of the furnace body 3. The air jets 120 are respectively attached to the aforementioned two systems of branch pipes 110 and are located above the lattice portion 97. The direction of the air outlet 120 of the air outlet 120 is in the direction of the swirling airflow. Specifically, the direction of the spout is formed in a direction along the tangential direction of the main body 91 having a substantially elliptical cross section. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the guide air is ejected from the air outlets 120 provided on one end side and the other end side of the short shaft 91 </ b> A, and a swirling airflow in the counterclockwise direction is generated.
The flow rate of the induced air branched from the combustion air introduction pipe 14 is reduced by the orifice 130, the flow rate is adjusted by the air flow rate adjustment valve 140, and the generation of the swirling airflow is controlled by the air valve 150.
空気噴出口１２０から噴出する誘導空気量は、特に限定されないが、燃料ガス通路９６を通じて供給する燃料ガスを燃焼させるのに必要な燃焼空気の１０体積％以上２５体積％以下とするのが好ましい。例えば、当該誘導空気量を２０体積％とした場合、誘導空気を導入しない場合に比べて、未燃燃料ガス濃度を４分の１程度に削減できる。 The amount of induced air ejected from the air ejection port 120 is not particularly limited, but is preferably 10% by volume or more and 25% by volume or less of the combustion air necessary for burning the fuel gas supplied through the fuel gas passage 96. For example, when the amount of induced air is set to 20% by volume, the unburned fuel gas concentration can be reduced to about a quarter compared to the case where no induced air is introduced.
以上のような第２実施形態によれば、第１実施形態で説明した効果に加え、次のような効果を奏する。
セラミックバーナ２９は、上述の旋回手段１００を備え、空気噴出口１２０から噴出した誘導空気は、本体９１の垂直方向の軸周りで旋回する旋回気流を格子部９７の上方に生じさせる。この旋回気流は、燃焼空気通路９５を通過した燃焼空気、及び燃料ガス通路９６を通過した燃料ガスを撹拌する。したがって、燃焼空気と燃料ガスとの混合比のばらつきをさらに抑制できる。
また、上述の第１実施形態でも説明したとおり、熱風炉１内の燃焼室の燃焼空間の容積を拡大させることができる。加えて、第２実施形態で旋回気流を生じさせるので、当該拡大した燃焼空間内で気流をより多く旋回させることができる。旋回数が増えるので、燃焼空気と燃料ガスとの混合がより促進される。
その結果、熱風炉における燃焼効率をさらに向上させることができる。
According to the second embodiment as described above, in addition to the effects described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
The ceramic burner 29 includes the above-described swirling means 100, and the guide air ejected from the air ejection port 120 generates a swirling airflow swirling around the vertical axis of the main body 91 above the lattice portion 97. The swirling air current stirs the combustion air that has passed through the combustion air passage 95 and the fuel gas that has passed through the fuel gas passage 96. Therefore, the variation in the mixing ratio between the combustion air and the fuel gas can be further suppressed.
Further, as described in the first embodiment, the volume of the combustion space of the combustion chamber in the hot stove 1 can be increased. In addition, since the swirling airflow is generated in the second embodiment, the airflow can be swirled more in the expanded combustion space. Since the number of turns increases, mixing of combustion air and fuel gas is further promoted.
As a result, the combustion efficiency in the hot stove can be further improved.
旋回手段１００が、空気を噴出する空気噴出口１２０を備えているので、旋回気流を容易に生じさせることができる。また、空気噴出口１２０は、上述のとおり、長軸９１Ｂの一端側と他端側とに配置されており、それぞれの空気噴出口１２０から誘導空気を所定方向に噴出させるので、より旋回気流を容易に生じさせることができる。 Since the swirl means 100 includes the air outlet 120 for ejecting air, a swirl airflow can be easily generated. Further, as described above, the air jets 120 are arranged on one end side and the other end side of the long shaft 91B, and the guide air is jetted from the respective air jets 120 in a predetermined direction. It can be easily generated.
旋回手段１００から噴出する誘導空気は、燃焼空気通路９５に供給される空気の一部を分岐させたものを利用するので、別途、旋回気流を生じさせるための設備が不要になり、設備コストの上昇を防ぐことができる。 Since the guide air ejected from the swirl means 100 uses a part of the air supplied to the combustion air passage 95, a separate facility for generating the swirl airflow becomes unnecessary, and the equipment cost is reduced. The rise can be prevented.
分岐管１１０が本体９１内部に配設されているので、分岐管１１０内を通過している間に誘導空気が予熱される。空気噴出口１２０から噴出される誘導空気が予熱されているため、炉体３の内壁煉瓦のスポーリングを防止できる。 Since the branch pipe 110 is disposed inside the main body 91, the induction air is preheated while passing through the branch pipe 110. Since the induction air ejected from the air ejection port 120 is preheated, the spalling of the inner wall brick of the furnace body 3 can be prevented.
〔第３実施形態〕
第３実施形態におけるセラミックバーナ３９は、第１実施形態のセラミックバーナ９と格子部の形状が相違する。第３実施形態における旋回手段は、特徴的な形状を有する格子部が相当する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略又は簡略する。
図９は、セラミックバーナ３９の格子部３９７を示す横断面図である。格子部３９７は、第１実施形態の格子部９７と同様に、煉瓦で組み立てられ、複数の支持部３９７Ａと、複数の分流部３９７Ｂとが格子状に組み合わされている。
[Third Embodiment]
The ceramic burner 39 in the third embodiment is different from the ceramic burner 9 in the first embodiment in the shape of the lattice portion. The turning means in the third embodiment corresponds to a lattice portion having a characteristic shape. In the following description, the same parts as those already described are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the lattice portion 397 of the ceramic burner 39. The lattice portion 397 is assembled from bricks similarly to the lattice portion 97 of the first embodiment, and a plurality of support portions 397A and a plurality of flow dividing portions 397B are combined in a lattice shape.
図９に示すように、支持部３９７Ａは、当該支持部３９７Ａの幅方向に張り出す誘導ブレード３９７Ｃを有し、分流部３９７Ｂは、当該分流部３９７Ｂの幅方向に張り出す誘導ブレード３９７Ｄを有する。誘導ブレード３９７Ｃ、及び誘導ブレード３９７Ｄは、上昇してきた燃焼空気や燃料ガスの気流の方向を、旋回気流が生じ易くなるように誘導する。誘導ブレード３９７Ｃ、及び誘導ブレード３９７Ｄの張り出す幅寸法は、上述の横断面略楕円状の中心から外側に向かうに従って大きくなり、図９に示すように傾斜している。 As shown in FIG. 9, the support portion 397A has a guide blade 397C that projects in the width direction of the support portion 397A, and the flow dividing portion 397B has a guide blade 397D that projects in the width direction of the flow split portion 397B. The guide blade 397C and the guide blade 397D guide the direction of the rising air flow of combustion air and fuel gas so that a swirling air current is easily generated. The projecting width of the guide blade 397C and the guide blade 397D increases from the center of the above-described substantially elliptical cross section toward the outside, and is inclined as shown in FIG.
図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線の矢印方向に見たセラミックバーナ３９の縦断面拡大図である。
誘導ブレード３９７Ｄは、図１０に示すように、当該誘導ブレード３９７Ｄの下部から上部へ向かうに従って、上述の張り出し方向に傾斜している。誘導ブレード３９７Ｃについても、誘導ブレード３９７Ｄと同様に傾斜している。
FIG. 10 is an enlarged vertical cross-sectional view of the ceramic burner 39 as viewed in the direction of the arrow XX in FIG.
As shown in FIG. 10, the guide blade 397D is inclined in the above-described projecting direction from the lower part to the upper part of the guide blade 397D. The guide blade 397C is also inclined similarly to the guide blade 397D.
本実施形態では、誘導ブレード３９７Ｃ、及び誘導ブレード３９７Ｄの張り出し方向は、図９に示すように、横断面略楕円状を短軸９１Ａ、及び長軸９１Ｂで区分してできる４つの領域Ｄ１、領域Ｄ２、領域Ｄ３、及び領域Ｄ４においてそれぞれ異なる方向とする。そして、反時計回り方向への旋回気流を生じさせるため、誘導ブレード３９７Ｃ、及び誘導ブレード３９７Ｄは、当該旋回気流の旋回方向に向けて張り出している。具体的には、図９に示すように、領域Ｄ１では、誘導ブレード３９７Ｄが上方向に、領域Ｄ２では、誘導ブレード３９７Ｃが左方向に、領域Ｄ３では、誘導ブレード３９７Ｄが下方向に、領域Ｄ４では、誘導ブレード３９７Ｃが右方向に、それぞれ張り出している。なお、領域Ｄ１においては、領域Ｄ２に近い支持部３９７Ａが左方向に張り出す誘導ブレード３９７Ｃを有し、領域Ｄ３においては、領域Ｄ４に近い誘導ブレード３９７Ｃが右方向に張り出す誘導ブレード３９７Ｃを有している。
図１０には、領域Ｄ４、及び領域Ｄ１における分流部３９７Ｂの状態が示されている。領域Ｄ１においては、燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６を上昇してきた燃焼空気、及び燃料ガスは、誘導ブレード３９７Ｄの傾斜方向（図１０においては、左斜め上方向）に沿う流れが生じ易くなる。領域Ｄ４においては、分流部３９７Ｂが誘導ブレード３９７Ｄを有していないため、垂直方向に上昇する流れが主流となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the projecting directions of the guide blade 397C and the guide blade 397D are divided into four regions D1 and regions obtained by dividing the substantially elliptical cross section by the short axis 91A and the long axis 91B. The directions are different in D2, region D3, and region D4. In order to generate a swirling airflow in the counterclockwise direction, the guiding blade 397C and the guiding blade 397D project toward the swirling direction of the swirling airflow. Specifically, as shown in FIG. 9, in the region D1, the guide blade 397D is upward, in the region D2, the guide blade 397C is leftward, in the region D3, the guide blade 397D is downward, and in the region D4 Then, the guide blades 397C protrude in the right direction. In the region D1, the support portion 397A close to the region D2 has a guide blade 397C projecting leftward, and in the region D3, the guide blade 397C close to the region D4 has a guide blade 397C projecting rightward. doing.
FIG. 10 shows the state of the flow dividing portion 397B in the region D4 and the region D1. In the region D1, the combustion air and the fuel gas that have risen through the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96 are likely to flow along the inclination direction of the guide blade 397D (the upper left direction in FIG. 10). Become. In the region D4, since the flow dividing portion 397B does not have the guide blade 397D, the flow rising in the vertical direction becomes the main flow.
以上のような第３実施形態によれば、第１実施形態で説明した効果に加え、次のような効果を奏する。
セラミックバーナ３９の格子部３９７において、支持部３９７Ａが誘導ブレード３９７Ｃを有し、分流部３９７Ｂが誘導ブレード３９７Ｄを有する。そのため、格子部３９７では、燃焼空気通路９５、及び燃料ガス通路９６を通過して格子部３９７に至った燃焼空気、及び燃料ガスが混合されるとともに、誘導ブレード３９７Ｃや誘導ブレード３９７Ｄの張り出す方向に沿う気流、つまり、垂直方向に対して傾斜する方向の気流が生じやすくなる。その結果、格子部３９７の上方で本体９１の垂直方向の軸周りで旋回する旋回気流が生じ、燃焼空気と燃料ガスとの混合比のばらつきを抑制できる。よって、熱風炉における燃焼効率を向上させることができる。
According to the third embodiment as described above, in addition to the effects described in the first embodiment, the following effects can be obtained.
In the lattice portion 397 of the ceramic burner 39, the support portion 397A has a guide blade 397C, and the flow dividing portion 397B has a guide blade 397D. Therefore, in the lattice portion 397, the combustion air and the fuel gas that have passed through the combustion air passage 95 and the fuel gas passage 96 to reach the lattice portion 397 are mixed, and the direction in which the induction blade 397C and the induction blade 397D protrude. , That is, an airflow in a direction inclined with respect to the vertical direction is likely to be generated. As a result, a swirling airflow swirling around the vertical axis of the main body 91 is generated above the lattice portion 397, and variation in the mixing ratio between the combustion air and the fuel gas can be suppressed. Therefore, the combustion efficiency in a hot stove can be improved.
誘導ブレード３９７Ｃ、及び誘導ブレード３９７Ｄの張り出し方向を、反時計回り方向の旋回気流が生じやすいように、領域Ｄ１〜Ｄ４ごとに順次変えているので、旋回気流を容易に生じさせることができる。 Since the extending directions of the guide blade 397C and the guide blade 397D are sequentially changed for each of the regions D1 to D4 so that the counterclockwise swirl airflow is likely to be generated, the swirl airflow can be easily generated.
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、具体的な各部構成などは実施にあたって適宜変形などすることができる。
[Modification of Embodiment]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and specific configuration of each part can be appropriately modified during implementation.
前述した第１実施形態では、ノズルから供給する気体を空気としたが、熱風炉における燃焼性を損なわない限りにおいて、空気以外の気体を用いることができる。
また、空気噴出口１２０は、前述した第１実施形態のように２箇所に限られず、１か所でもよいし、断面略楕円状の内周に沿って複数個所形成してもよい。
その他、セラミックバーナ９の本体９１内部に分岐管１１０を配設する態様で説明したが、これに限られない。例えば、本体９１内部には分岐管１１０を配設しない態様でもよい。具体的には、炉体３の内外を連通させる孔を本体９１の煉瓦壁内に形成しておき、炉体３の外側に分岐管１１０を接続し、炉体３の内側に空気噴出口１２０を形成する。
In the first embodiment described above, the gas supplied from the nozzle is air, but a gas other than air can be used as long as the combustibility in the hot stove is not impaired.
Further, the air jets 120 are not limited to two places as in the first embodiment described above, but may be one place, or a plurality of places may be formed along the inner circumference having a substantially elliptical cross section.
In addition, although it demonstrated in the aspect which arrange | positions the branch pipe 110 inside the main body 91 of the ceramic burner 9, it is not restricted to this. For example, a mode in which the branch pipe 110 is not disposed inside the main body 91 may be employed. Specifically, a hole for communicating the inside and outside of the furnace body 3 is formed in the brick wall of the main body 91, the branch pipe 110 is connected to the outside of the furnace body 3, and the air outlet 120 is provided inside the furnace body 3. Form.
前述した第３実施形態では、誘導ブレード３９７Ｃ、及び誘導ブレード３９７Ｄは、図１０に示すように傾斜しながら張り出しているが、このような張り出し形状に限定されない。旋回気流の旋回方向に向けて張り出す形状であればよく、例えば、矩形状に張り出していてもよいし、湾曲状に張り出していてもよい。
また、誘導ブレード３９７Ｃ、及び誘導ブレード３９７Ｄの張り出し方向は、図９に示すような方向に限定されず、図９に示す領域Ｄ１〜Ｄ４の各領域における張り出し方向とそれぞれ反対方向にしてもよい。また、横断面略楕円状を区分する領域は、上述のように４つに限定されない。また、各領域内で、支持部３９７Ａ又は分流部３９７Ｂの一方を張り出させているが、同じ領域内で、支持部３９７Ａに誘導ブレード３９７Ｃを、分流部３９７Ｂに誘導ブレード３９７Ｄを形成させてもよい。
In the above-described third embodiment, the guide blade 397C and the guide blade 397D project while being inclined as shown in FIG. 10, but are not limited to such a projecting shape. Any shape that projects in the direction of the swirling airflow may be used. For example, the swirling airflow may project in a rectangular shape or a curved shape.
Further, the extending direction of the guiding blade 397C and the guiding blade 397D is not limited to the direction as shown in FIG. 9, and may be opposite to the extending direction in each of the regions D1 to D4 shown in FIG. Moreover, the area | region which divides cross-sectional substantially elliptical shape is not limited to four as mentioned above. Further, in each region, one of the support portion 397A and the flow dividing portion 397B is projected, but in the same region, the guide blade 397C may be formed on the support portion 397A and the guide blade 397D may be formed on the flow dividing portion 397B. Good.
また、格子部３９７の支持部３９７Ａ、及び分流部３９７Ｂを図９に示すように、直線状に形成せずに、傾斜させてもよい。例えば、図１１に示すように、支持部３９７Ａを誘導ブレード３９７Ｃの張り出し方向に傾斜させ、分流部３９７Ｂを誘導ブレード３９７Ｄの張り出し方向に傾斜させてもよい。この場合、領域Ｄ１において分流部３９７Ｂを、その長手方向中心から外側へ向かうに従って誘導ブレード３９７Ｄの張り出し方向に傾斜させる。領域Ｄ２〜Ｄ４についても同様に張り出し方向に傾斜させる。このように、支持部３９７Ａ、及び分流部３９７Ｂも誘導ブレード３９７Ｃ、及び誘導ブレード３９７Ｄの張り出し方向に対応させて傾斜させることで、垂直方向に対して傾斜する方向の気流がより生じやすくなるので、旋回気流を発生させ易くなる。 Further, as shown in FIG. 9, the support portion 397A and the flow dividing portion 397B of the lattice portion 397 may be inclined instead of being formed in a straight line. For example, as shown in FIG. 11, the support portion 397A may be inclined in the protruding direction of the guiding blade 397C, and the flow dividing portion 397B may be inclined in the protruding direction of the guiding blade 397D. In this case, in the region D1, the flow dividing portion 397B is inclined in the projecting direction of the guide blade 397D from the center in the longitudinal direction toward the outside. Similarly, the regions D2 to D4 are inclined in the projecting direction. As described above, since the support portion 397A and the diversion portion 397B are also inclined according to the extending direction of the guide blade 397C and the guide blade 397D, an airflow in a direction inclined with respect to the vertical direction is more likely to be generated. It becomes easy to generate a swirling airflow.
さらに、第２実施形態で説明したように空気噴出口１２０を設けて誘導空気を噴出させるとともに、第３実施形態で説明したように誘導ブレード３９７Ｃ，３９７Ｄを形成することもできる。このように組み合わせることで、旋回気流を生じさせ易くなり、燃焼空気と燃焼用ガスとの混合比のばらつきがさらに抑制され、熱風炉の燃焼効率もさらに向上させることができる。 Furthermore, as described in the second embodiment, the air ejection port 120 is provided to eject the guide air, and the guide blades 397C and 397D can be formed as described in the third embodiment. By combining in this way, it becomes easy to generate a swirling airflow, variation in the mixing ratio between the combustion air and the combustion gas is further suppressed, and the combustion efficiency of the hot stove can be further improved.
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples.
（実施例１）
実施例１では、上述の第１実施形態で説明したような燃焼空気通路、及び燃料ガス通路が短軸方向に沿って交互に配置されているセラミックバーナを備えた熱風炉について、燃焼解析を実施した。燃焼解析の条件、及び結果を表１に示す。熱風炉設備仕様条件は、３基シングル送風、送風量：５１００Ｎｍ３／ｍｉｎ、送風温度：１２００℃とした。表１中、燃料ガス組成は、高炉ガス（ＢＦＧ）とコークス炉ガス（ＣＯＧ）との混合ガスを表す。また、未燃ＣＯ濃度比は、比較例１の未燃ＣＯ濃度に対する実施例１、又は実施例２の未燃ＣＯ濃度の比であり、比較例１の未燃ＣＯ濃度を１として表す。
Example 1
In Example 1, combustion analysis was performed on a hot air furnace provided with a ceramic burner in which combustion air passages and fuel gas passages alternately arranged along the minor axis direction as described in the first embodiment were used. did. Table 1 shows the conditions and results of the combustion analysis. The specification conditions of the hot stove facility were as follows: three single blasts, blast volume: 5100 Nm 3 / min, blast temperature: 1200 ° C. In Table 1, the fuel gas composition represents a mixed gas of blast furnace gas (BFG) and coke oven gas (COG). The unburned CO concentration ratio is a ratio of the unburned CO concentration of Example 1 or Example 2 to the unburned CO concentration of Comparative Example 1, and the unburned CO concentration of Comparative Example 1 is represented as 1.
（実施例２）
実施例２では、実施例１と同様の熱風炉について、さらに上述の第２実施形態で説明したように誘導空気を導入して旋回気流を発生させた場合の燃焼解析を実施した。誘導空気は、総燃焼空気量を一定として、その内の２０％分の空気を利用した。燃焼解析の条件、及び結果を表１に示す。
(Example 2)
In Example 2, the combustion analysis in the case where the swirling airflow was generated by introducing the induction air for the hot stove similar to that of Example 1 as described in the second embodiment was performed. As the induction air, the total amount of combustion air was constant, and 20% of the air was used. Table 1 shows the conditions and results of the combustion analysis.
（比較例１）
比較例１では、実施例１や実施例２とは異なり、燃焼空気通路、及び燃料ガス通路が長軸方向に沿って交互に配置されているセラミックバーナを備えた熱風炉について、実施例２のように誘導空気を導入せずに旋回気流を発生させない状態で燃焼解析を行った。燃焼解析の条件、及び結果を表１に示す。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, unlike Example 1 and Example 2, the hot air furnace having the ceramic burner in which the combustion air passages and the fuel gas passages are alternately arranged along the major axis direction is used. Thus, combustion analysis was performed in a state where no swirling airflow was generated without introducing induction air. Table 1 shows the conditions and results of the combustion analysis.
表１に示すように、実施例１の未燃ＣＯ濃度比は、０．７となり、比較例１に対して未燃ＣＯ濃度が３０％低減した。つまり、実施例１のように、燃焼空気通路、及び燃料ガス通路が短軸方向に沿って交互に配置されていることで、燃焼空気と燃焼用ガスとの混合比のばらつきが抑制され、熱風炉の燃焼効率が向上することが分かった。
さらに、表１に示すように、実施例２の未燃ＣＯ濃度比は、０．２となり、比較例１に対して未燃ＣＯ濃度が５分の１に低減した。つまり、実施例２のように、旋回気流を格子部の上方で生じさせ、燃焼空気、及び燃料ガスを撹拌することで、燃焼空気と燃焼用ガスとの混合比のばらつきが抑制され、熱風炉の燃焼効率が大幅に向上することが分かった。
As shown in Table 1, the unburned CO concentration ratio of Example 1 was 0.7, and the unburned CO concentration was reduced by 30% compared to Comparative Example 1. That is, as in the first embodiment, the combustion air passages and the fuel gas passages are alternately arranged along the minor axis direction, thereby suppressing variation in the mixing ratio between the combustion air and the combustion gas. It has been found that the combustion efficiency of the furnace is improved.
Furthermore, as shown in Table 1, the unburned CO concentration ratio of Example 2 was 0.2, and the unburned CO concentration was reduced to 1/5 of that of Comparative Example 1. That is, as in the second embodiment, a swirling airflow is generated above the lattice portion and the combustion air and the fuel gas are agitated, so that variation in the mixing ratio between the combustion air and the combustion gas is suppressed, and the hot stove It has been found that the combustion efficiency of is significantly improved.
本発明は、熱風炉のセラミックバーナに利用できる。 The present invention can be used for a ceramic burner of a hot stove.
１，２０…熱風炉
９，２９，３９…セラミックバーナ
９１…本体
９１Ａ…短軸
９２…隔壁
９５…燃焼空気通路
９６…燃料ガス通路
９７，３９７…格子部
１００…旋回手段
１２０…空気噴出口
３９７Ｃ…誘導ブレード
３９７Ｄ…誘導ブレード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 ... Hot stove 9, 29, 39 ... Ceramic burner 91 ... Main body 91A ... Short shaft 92 ... Partition 95 ... Combustion air passage 96 ... Fuel gas passage 97, 397 ... Grid part 100 ... Swirling means 120 ... Air jet 397C ... guide blade 397D ... guide blade
Claims (5)
前記本体は、横断面略楕円状に形成され、
前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路は、前記横断面略楕円状の短軸方向に沿って交互に形成されている
ことを特徴とする熱風炉用セラミックバーナ。 A hot air furnace ceramic burner having a cylindrical main body, a combustion air passage partitioned by a plurality of partition walls inside the main body, and a fuel gas passage,
The main body is formed in a substantially elliptical cross section,
The hot air furnace ceramic burner, wherein the combustion air passage and the fuel gas passage are alternately formed along a short axis direction having a substantially elliptical cross section.
前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路より上方に、前記本体の垂直方向の軸周りで旋回する旋回気流を生じさせる旋回手段が設けられている
ことを特徴とする熱風炉用セラミックバーナ。 In the ceramic burner for a hot stove according to claim 1,
A ceramic burner for a hot stove characterized in that swirling means for generating a swirling airflow swirling around a vertical axis of the main body is provided above the combustion air passage and the fuel gas passage.
前記旋回手段は、前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路より上方に、前記旋回気流の旋回方向に向けて配置された空気噴出口を備え、
前記空気噴出口は、前記燃焼空気通路に空気を供給する燃焼空気流路から分岐して供給された空気を噴出する
ことを特徴とする熱風炉用セラミックバーナ。 The hot-burn furnace ceramic burner according to claim 2,
The swirling means includes an air jet port disposed in the swirling direction of the swirling airflow above the combustion air passage and the fuel gas passage,
The hot air furnace ceramic burner according to claim 1, wherein the air jet outlet ejects air supplied by being branched from a combustion air flow path for supplying air to the combustion air passage.
前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路の上端には、煉瓦で格子状に構築された格子部が設けられ、
前記格子部には、前記旋回気流の旋回方向に向けて張り出す誘導ブレードが形成されている
ことを特徴とする熱風炉用セラミックバーナ。 In the ceramic stove burner for hot stove according to claim 2 or claim 3,
At the upper end of the combustion air passage and the fuel gas passage, a lattice portion constructed in a lattice shape with bricks is provided,
The lattice part is formed with induction blades extending toward the swirling direction of the swirling airflow.
前記本体内部に交互に形成される複数の前記燃焼空気通路、及び前記燃料ガス通路の内、最も外側に前記燃焼空気通路が形成されている
ことを特徴とする熱風炉用セラミックバーナ。 In the ceramic stove burner for a hot stove according to any one of claims 1 to 4,
A ceramic burner for a hot stove, wherein the combustion air passage is formed on the outermost side among the plurality of combustion air passages and the fuel gas passages alternately formed in the main body.
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- 2011-05-16 JP JP2011109479A patent/JP2012241203A/en active Pending
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