JP2014074540A

JP2014074540A - 加熱炉の改造方法

Info

Publication number: JP2014074540A
Application number: JP2012222207A
Authority: JP
Inventors: kensuke Kawabata; 健介川端; Hirotoshi Uejima; 啓利上島
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2014-04-24

Abstract

【課題】加熱炉内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部の内周側に、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管が設けられたバーナを用いた加熱炉を改造し、使用する燃料を変更させたり、燃焼条件等を変更させて、燃焼時におけるＮＯｘの発生を抑制したりすることが簡単に行えるようにする。
【解決手段】加熱炉１内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部１１の内周側に、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管１２を設け、この燃料供給管から加熱炉内に供給される燃料の外周に、前記の燃焼用空気供給部から燃焼用空気を供給して、前記の燃料を加熱炉内において燃焼させるバーナ１０を用いた加熱炉に対して、前記の燃焼用空気供給部の近傍における加熱炉の壁部１ａに、燃料を加熱炉内に供給する第２燃料供給管１５を設けた。
【選択図】図２

Description

この発明は、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管と、燃焼用空気を加熱炉内に供給する燃焼用空気供給部とを備えたバーナが設けられた加熱炉の改造方法に関するものである。特に、加熱炉内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部の内周側に、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管を設け、燃料供給管から加熱炉内に供給される燃料の外周に、前記の燃焼用空気供給部から燃焼用空気を供給して、前記の燃料を加熱炉内において燃焼させるバーナを用いた加熱炉において、使用する燃料を変更させたり、燃焼条件等を異ならせて、燃焼時におけるＮＯｘの発生を抑制したりすることが簡単に行えるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管と、燃焼用空気を加熱炉内に供給する燃焼用空気供給部とを備えたバーナが設けられた加熱炉が用いられている。

そして、加熱炉に設ける前記のバーナの１つとして、加熱炉内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部の内周側に、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管を設け、燃料供給管から加熱炉内に供給される燃料の外周に、前記の燃焼用空気供給部から燃焼用空気を供給して、前記の燃料を加熱炉内において燃焼させるようにした、所謂センターガン方式のバーナが知られている。

ここで、このようなセンターガン方式のバーナにおいて、使用する燃料の種類を変更させたりする場合に、使用する燃料供給管を変更させる必要が生じ、例えば、燃料を低発熱量の燃料に変更させる場合には、同じ燃焼量を確保するために、多くの量の燃料を燃料供給管から供給させることが必要になり、径の大きな燃料供給管に変更させることが必要になる。

そして、このように使用する燃料供給管を変更させる場合には、燃焼用空気供給部の内周側に設けられた燃料供給管をこの燃焼用空気供給部内から引き抜き、新たな燃料供給管を燃焼用空気供給部の内周側に挿通させたりする作業が必要になり、また燃料供給管を燃焼用空気供給部内から引き抜くため、バーナの後方に作業用のスペースを確保しておくことも必要になり、燃料供給管を交換させる作業が非常に面倒で大掛かりになる等の問題があった。

また、前記のようなセンターガン方式のバーナを設けた加熱炉において、加熱炉内の燃焼排ガスの熱を有効に利用して効率のよい燃焼を行うために、近年においては、特許文献１等に示されるように、加熱炉内の燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱室を設け、この蓄熱室において加熱された燃焼用空気を、前記の燃焼用空気供給部から加熱炉内に供給される燃料の外周に供給して燃焼させるようにしたものも使用されている。

ここで、このように蓄熱室において加熱された燃焼用空気を燃焼用空気供給部から加熱炉内に供給される燃料の外周に供給して燃焼させるようにした場合、燃料が加熱された燃焼用空気と速やかに混合されて燃焼され、火炎の温度が高くなって、ＮＯｘの発生量が多くなるという問題もあった。

特開２００１−１０８２３０号公報

この発明は、加熱炉内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部の内周側に、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管を設け、この燃料供給管から加熱炉内に供給される燃料の外周に、前記の燃焼用空気供給部から燃焼用空気を供給して、前記の燃料を加熱炉内において燃焼させるバーナを用いた加熱炉における前記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、この発明においては、前記のような加熱炉を改造し、使用する燃料を変更させたり、燃焼方法を異ならせて、燃焼時におけるＮＯｘの発生を抑制したりすることが簡単に行えるようにすることを課題とするものである。

この発明においては、前記のような課題を解決するため、加熱炉内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部の内周側に、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管を設け、この燃料供給管から加熱炉内に供給される燃料の外周に、前記の燃焼用空気供給部から燃焼用空気を供給して、前記の燃料を加熱炉内において燃焼させるバーナを用いた加熱炉の改造方法において、前記の燃焼用空気供給部の近傍における加熱炉の壁部に、燃料を加熱炉内に供給する第２燃料供給管を設けるようにした。

ここで、前記の第２燃料供給管から加熱炉内に供給する燃料は、前記の燃料供給管から加熱炉内に供給する燃料と同じであっても、異ならせてもよい。

また、前記の燃焼用空気供給部から加熱炉内に燃焼用空気を供給するにあたっては、前記のバーナに加熱炉内の燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱室を設け、この蓄熱室において加熱された燃焼用空気を前記の燃焼用空気供給部から加熱炉内に供給させるようにすることもできる。

この発明における加熱炉の改造方法のように、燃料供給管が内周側に設けられた燃焼用空気供給部の近傍における加熱炉の壁部に、燃料を加熱炉内に供給する第２燃料供給管を設けると、使用する燃料を変更させる場合においては、変更された燃料を、新たに設けた第２燃料供給管から加熱炉内に供給させて燃焼させるようにすることができる。

このため、使用する燃料を変更させる場合等において、従来のように、燃焼用空気供給部の内周側に設けられた燃料供給管を、燃焼用空気供給部内から引き抜いて、新たな燃料供給管を燃焼用空気供給部の内周側に挿通させる作業を行う必要がなくなると共に、バーナの後方に作業用のスペースを確保しておく必要もなくなり、燃料供給管を交換させる作業が非常に面倒で大掛かりになるということがなく、使用する燃料を簡単に変更させることができるようになる。

また、前記のように第２燃料供給管を燃焼用空気供給部の近傍における加熱炉の壁部に設けると、この第２燃料供給管から供給される燃料が燃焼用空気供給部から加熱炉内に供給させる燃焼用空気と徐々に接触して燃焼されるようになり、前記のように蓄熱室において加熱された燃焼用空気を前記の燃焼用空気供給部から加熱炉内に供給させて燃焼させる場合においても、火炎の温度が高くなるのを簡単に抑制して、ＮＯｘが発生するのを適切に抑制できるようになる。

この発明の一実施形態において、加熱炉内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部の内周側に、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管が設られけたバーナを用いた改造を行う前の加熱炉の状態を示した概略説明図である。前記の実施形態において、前記の加熱炉に対して、燃焼用空気供給部の近傍における加熱炉の壁部に、燃料を加熱炉内に供給する第２燃料供給管を設ける改造を行った状態を示した概略説明図である。前記の実施形態において、前記の燃料供給管に燃料を供給させなくする一方、新たに設けた第２燃料供給管に燃料を供給させて燃焼させる状態を示した概略説明図である。前記の実施形態において、新たに設けた第２燃料供給管に燃料を供給させずに、先の燃料供給管に燃料を供給させて燃焼させる状態を示した概略説明図である。前記の実施形態において、加熱炉内に設けるバーナの種類を変更させた変更例の概略説明図である。

以下、この発明の実施形態に係る加熱炉の改造方法を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る加熱炉の改造方法は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

この実施形態において、改造を行う前の加熱炉１においては、図１に示すように、加熱炉１の壁部１ａを貫通するようにして、加熱炉１内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部１１が設けられ、この燃焼用空気供給部１１と連通するようにして、蓄熱材１３ａを収容させた蓄熱室１３が設けられると共に、この燃焼用空気供給部１１の内周側に、燃料を加熱炉１内に供給する燃料供給管１２が設けられた蓄熱式のバーナ１０（１０Ａ，１０Ｂ）を対にして設けている。

ここで、このように加熱炉１に設けられた上記の対になった蓄熱式のバーナ１０Ａ，１０Ｂにおいて、図１に示すように、燃焼動作を行う一方の蓄熱式のバーナ１０Ａにおいては、上記の燃料供給管１２に設けられた燃料供給バルブ１２ａを開けて、燃料を燃料供給管１２に導くと共に、給・排気管１４から蓄熱材１３ａが収容された蓄熱室１３に燃焼用空気を供給し、この燃焼用空気を蓄熱材１３ａに蓄熱された熱により加熱させるようにする。

そして、上記の燃料供給管１２から燃料を加熱炉１内に噴射させると共に、このように燃料供給管１２から加熱炉１内に噴出された燃料の周囲に、前記の燃焼用空気供給部１１を通して前記のように加熱された燃焼用空気を噴出させ、上記の燃料を加熱された燃焼用空気と混合させて燃焼させるようにしている。

一方、蓄熱動作を行う他方のバーナ１０Ｂにおいては、燃料供給管１２に設けられた燃料供給バルブ１２ａを閉じて、燃料を燃料供給管１２に導かないようにすると共に、加熱炉１内において燃焼された後の燃焼排ガスを給・排気管１４を通して吸引し、加熱炉１内における燃焼排ガスを、燃焼用空気供給部１１を通して蓄熱材１３ａが収容された蓄熱室１３に導き、この蓄熱室１３に収容された蓄熱材１３ａに燃焼排ガスの熱を蓄熱させた後、この燃焼排ガスを前記の給・排気管１４を通して排出させるようにしている。

そして、前記の対になった蓄熱式のバーナ１０Ａ，１０Ｂにおいて、前記のような燃焼動作と蓄熱動作とを交互に切り替えて行うようにしている。

ここで、この実施形態においては、加熱炉１において使用する燃料を変更させたり、燃焼条件等を異ならせて、燃焼時におけるＮＯｘの発生を抑制したりするために、前記の加熱炉１を改造するにあたり、図２に示すように、上記の各蓄熱式のバーナ１０Ａ，１０Ｂにおける上記の燃焼用空気供給部１１の近傍において、それぞれ加熱炉１の壁部１ａを貫通するようにして燃料を加熱炉１内に供給する第２燃料供給管１５を設けるようにしている。

そして、前記の加熱炉１において使用する燃料を変更させる場合には、図３に示すように、前記の燃料供給バルブ１２ａを閉じて前記の燃料供給管１２に燃料を供給させないようにする一方、上記の第２燃料供給管１５に設けられた第２燃料供給バルブ１５ａを開けて、変更された燃料を第２燃料供給管１５に供給し、この第２燃料供給管１５から変更された燃料を、前記の燃焼用空気供給部１１を通して加熱炉１内に噴出される前記の加熱された燃焼用空気に向けて噴出させ、変更された燃料を上記の燃焼用空気と混合させて燃焼させるようにする。

このようにすると、使用する燃料を変更させる場合において、従来のように、燃焼用空気供給部１１の内周側に設けられた燃料供給管１２を、燃焼用空気供給部１１内から引き抜いたりする作業を行う必要がなくなると共に、燃料供給管１２を燃焼用空気供給部１１内から引き抜くために、前記のバーナ１０の後方に作業用のスペースを確保しておく必要もなくなる。

また、上記のように改造した加熱炉１においては、前記の燃料供給管１２を使わないようにしてもよく、また前記の第２燃料供給管１５に対して、燃料供給管１２と同じ燃料を供給し、燃料供給管１２と第２燃料供給管１５とを併用することもできる。

例えば、加熱炉１内における温度が低い場合には、図４に示すように、第２燃料供給管１５に設けられた第２燃料供給バルブ１５ａを閉じて、燃料を第２燃料供給管１５に供給させないようにする一方、前記の燃料供給管１２に設けられた燃料供給バルブ１２ａを開けて、この燃料供給管１２に燃料を供給し、前記のようにこの燃料供給管１２から燃料を加熱炉１内に噴射させると共に、このように燃料供給管１２から加熱炉１内に噴出された燃料の周囲に、前記の燃焼用空気供給部１１を通して加熱された燃焼用空気を噴出させるようにする。このようにすると、燃料供給管１２から噴出された燃料が、その周囲から噴出された加熱された燃焼用空気と速やかに混合され、加熱炉１内の温度が低い場合においても安定して燃焼されるようになる。

一方、加熱炉１内における温度が高くなった場合において、上記のように燃料供給管１２から噴出された燃料を、その周囲から噴出された加熱された燃焼用空気と混合させて燃焼させると、火炎の温度が高くなって、ＮＯｘが発生しやすくなる。

このため、加熱炉１内における温度が高くなった場合には、前記の図３に示すように、前記の燃料供給バルブ１２ａを閉じて、燃料を前記の燃料供給管１２に供給させないようにする一方、上記の第２燃料供給管１５に設けられた第２燃料供給バルブ１５ａを開けて、燃料を第２燃料供給管１５に供給し、この燃料を第２燃料供給管１５から前記の燃焼用空気供給部１１を通して加熱炉１内に噴出される加熱された燃焼用空気に向けて噴出させるようにする。

このようにすると、第２燃料供給管１５から噴出された燃料が、燃焼用空気供給部１１を通して加熱炉１内に噴出される加熱された燃焼用空気と徐々に接触して燃焼されるようになり、火炎の温度が高くなるのが抑制されて、ＮＯｘが発生するのが防止されるようになる。

また、前記加熱炉１内における温度等の各種の条件に応じて、前記の燃料供給バルブ１２ａと第２燃料供給バルブ１５ａの開閉量を調整し、燃料供給管１２から噴出させる燃料の量と、第２燃料供給管１５から噴出させる燃料の量とを調整させるようにすることもできる。

なお、この実施形態においては、バーナ１０として、前記のように燃焼用空気供給部１１と連通するようにして、蓄熱材１３ａを収容させた蓄熱室１３を設けた蓄熱式のバーナ１０を用いた加熱炉１を改造する場合について説明したが、加熱炉１に設けるバーナ１０の種類は、特にこのような蓄熱式のバーナ１０に限られない。

例えば、図５に示すように、蓄熱室を設けずに、加熱炉１内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部１１の内周側に、燃料を加熱炉１内に供給する燃料供給管１２を設けただけのバーナ１０を用いた加熱炉１においても、前記の場合と同様に、燃焼用空気供給部１１の近傍において、加熱炉１の壁部１ａを貫通するようにして燃料を加熱炉１内に供給する第２燃料供給管１５を設けるようにすることができる。

１加熱炉、１ａ壁部
１０，１０Ａ，１０Ｂバーナ
１１燃焼用空気供給部
１２燃料供給管、１２ａ燃料供給バルブ
１３蓄熱室、１３ａ蓄熱材
１４給・排気管
１５第２燃料供給管、１５ａ第２燃料供給バルブ

Claims

加熱炉内に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給部の内周側に、燃料を加熱炉内に供給する燃料供給管を設け、この燃料供給管から加熱炉内に供給される燃料の外周に、前記の燃焼用空気供給部から燃焼用空気を供給して、前記の燃料を加熱炉内において燃焼させるバーナを用いた加熱炉の改造方法において、前記の燃焼用空気供給部の近傍における加熱炉の壁部に、燃料を加熱炉内に供給する第２燃料供給管を設けることを特徴とする加熱炉の改造方法。
請求項１に記載の加熱炉の改造方法において、前記の第２燃料供給管から加熱炉内に供給する燃料を、前記の燃料供給管から加熱炉内に供給する燃料と同じ又は異ならせることを特徴とする加熱炉の改造方法。
請求項１又は請求項２に記載の加熱炉の改造方法において、前記のバーナが加熱炉内の燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱室を備え、前記の蓄熱室において加熱された燃焼用空気を燃焼用空気供給部から加熱炉内に供給することを特徴とする加熱炉の改造方法。