JP2015148393A - Burner device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、アスファルト混合物の素材である骨材を加熱乾燥処理するドライヤ等に配設される熱風発生用のバーナ装置に関する。 The present invention relates to, for example, a burner device for generating hot air disposed in a dryer or the like that heats and drys aggregates that are materials of asphalt mixtures.
従来、例えば、アスファルト混合物の素材である新規骨材または廃材を加熱乾燥処理するドライヤ等に配設される熱風発生用のバーナ装置として、バーナ先端部に火炎形成用のスロートを備えたものがある。前記スロートでは、燃料噴射ノズルより噴射される燃料油と、燃焼用空気供給ファンを介して供給される燃焼用空気(外気)とが効率よく混合しながら燃焼し、安定した火炎を形成可能としている。このとき、スロート内面は高温の火炎に晒されることになるが、燃焼用空気としてスロート内に吸引される外気により適当に冷却されて保護される。 Conventionally, for example, as a burner device for generating hot air disposed in a dryer or the like for heating and drying a new aggregate or waste material which is a material of an asphalt mixture, there is one having a throat for forming a flame at the tip of the burner. . In the throat, the fuel oil injected from the fuel injection nozzle and the combustion air (outside air) supplied via the combustion air supply fan are combusted while being efficiently mixed to form a stable flame. . At this time, the inner surface of the throat is exposed to a high-temperature flame, but is appropriately cooled and protected by the outside air sucked into the throat as combustion air.
ところで、アスファルト混合物を製造するにあたっては、資源の有効活用という観点から、新規骨材に対して道路工事等に伴って発生するアスファルト舗装廃材(以下「廃材」という)を所定割合で混入して製造する場合も多く、その混入率も最近では略70〜80%程度もの高い割合のものが採用されることもある。このように廃材の混入率が高い場合には相対的に新規骨材の加熱処理量を減らす必要があり、それに応じて新規骨材加熱処理用のバーナ装置の燃焼量も通常時より大幅に絞る必要があるため、前記バーナ装置としては、例えば特許文献1(特開2009−41816号公報)にも開示されているように、ターンダウン比(最大燃焼量に対する最低燃焼量の比)の大きいものが採用されることも少なくない。 By the way, when manufacturing asphalt mixture, from the viewpoint of effective use of resources, it is manufactured by mixing asphalt pavement waste material (hereinafter referred to as “waste material”) generated by road construction etc. in a new aggregate with a predetermined ratio. In many cases, the mixing ratio is recently as high as about 70 to 80%. In this way, when the mixing ratio of waste materials is high, it is necessary to relatively reduce the amount of heat treatment of the new aggregate, and accordingly, the amount of combustion of the burner device for the new aggregate heat treatment is greatly reduced from the normal time. Since it is necessary, the burner device has a large turndown ratio (ratio of the minimum combustion amount to the maximum combustion amount) as disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-41816). Is often adopted.
ところが、このような高ターンダウン比のバーナ装置にて燃焼量を最低燃焼量付近まで絞ると、スロート内に吸引される燃焼用空気量(外気量)も極端に少なくなるためスロートを火炎から十分に冷却・保護することができず、場合によってはスロート表面が赤熱を帯びるほど高温に過熱され、歪みや割れ等の熱変形を生じてしまう可能性があった。なお、特許文献1に記載されているバーナ装置では、スロートの内面に遮熱板を取り付けていると共に、スロートの内面及び外面に冷却空気(外気)が流れる通路を形成し、該通路内に冷却空気(外気)を流すことでスロートを冷却して赤熱の発生を防止するように図っている。 However, if the combustion amount is reduced to near the minimum combustion amount with such a high turn-down ratio burner device, the amount of combustion air (outside air amount) sucked into the throat becomes extremely small, so the throat is sufficiently removed from the flame. In some cases, the surface of the throat is heated to a high temperature so as to be reddish, and thermal deformation such as distortion or cracking may occur. In the burner device described in Patent Document 1, a heat shield is attached to the inner surface of the throat, and a passage through which cooling air (outside air) flows is formed on the inner and outer surfaces of the throat, and cooling is performed in the passage. The throat is cooled by flowing air (outside air) to prevent the generation of red heat.
このように、熱風発生用のバーナ装置、特に高ターンダウン比のバーナ装置などにおいて燃焼量を絞った際に燃焼用空気量が少なくなることにより発生し得るスロートの赤熱を防止するにあたり、上記従来例のような手段を採用するのもよいが、本発明者らはスロート表面を効果的に冷却して赤熱等の不具合を抑制可能なその他の有効な手段がないか検討した。 As described above, in order to prevent the red heat of the throat that may be generated by reducing the amount of combustion air when the amount of combustion is reduced in a burner device for generating hot air, particularly a burner device having a high turn-down ratio, Although a means such as an example may be adopted, the present inventors have examined whether there is another effective means that can effectively cool the throat surface and suppress defects such as red heat.
本発明は上記の点に鑑み、バーナ燃焼量を絞った場合でもスロート表面を効果的に冷却して赤熱の発生を抑制可能としたバーナ装置を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the burner apparatus which can cool the throat surface effectively and can suppress generation | occurrence | production of red heat even when the burner combustion amount is reduced in view of the above points.
上記の課題を解決するために、本発明に係る請求項1記載のバーナ装置では、熱風発生用のバーナの燃焼用空気供給ファンに燃焼用空気である外気を供給する外気供給ダクトを備えると共に、該外気供給ダクトの途中をバーナ先端部のスロートの外周に沿わせるように周設し、外気供給ダクトより吸引される外気とバーナのスロート表面との間で熱交換させてスロート表面を冷却しつつ、燃焼用空気である外気を予熱するように構成したことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the burner device according to claim 1 according to the present invention includes an outside air supply duct for supplying outside air as combustion air to a combustion air supply fan of a burner for generating hot air, Circulating the outside air supply duct along the outer periphery of the throat at the tip of the burner, while cooling the throat surface by exchanging heat between the outside air sucked from the outside air supply duct and the throat surface of the burner Further, the present invention is characterized in that the outside air that is the combustion air is preheated.
また、請求項2記載のバーナ装置では、前記スロートの外周に複数の突起片を突設し、スロート外周に沿って流下する外気に前記突起片によって乱流を生じさせて熱交換の効率を高めるように構成したことを特徴としている。 Further, in the burner device according to claim 2, a plurality of projecting pieces project from the outer periphery of the throat, and turbulent flow is generated by the projecting pieces in the outside air flowing along the outer periphery of the throat, thereby improving heat exchange efficiency. It is characterized by being configured as described above.
本発明に係る請求項1記載のバーナ装置によれば、バーナに燃焼用空気である外気を供給する外気供給ダクトの途中をバーナ先端部のスロート外周に沿わせるように周設し、外気供給ダクトより吸引される外気にてスロート表面を冷却しつつ、燃焼用空気である外気を予熱するように構成したので、バーナ燃焼量を絞った場合でもスロートを効果的に冷却でき、赤熱や熱変形等の不具合の発生を抑制することができる。また、燃焼用空気である外気を予熱した上でバーナに供給することができて省エネルギー効果も期待できる。 According to the burner device of the first aspect of the present invention, the outside air supply duct for supplying outside air as combustion air to the burner is provided so as to extend along the throat outer periphery of the burner tip, and the outside air supply duct. The throat surface is cooled by the outside air that is sucked in more and the outside air that is the combustion air is preheated, so the throat can be cooled effectively even when the burner combustion amount is reduced, and red heat, thermal deformation, etc. The occurrence of defects can be suppressed. Moreover, after preheating the outside air as combustion air, it can be supplied to the burner, and an energy saving effect can be expected.
また、請求項2記載のバーナ装置によれば、スロートの外周に複数の突起片を突設し、スロート外周に沿って流下する外気に前記突起片によって乱流を生じさせて熱交換の効率を高めるように構成したので、スロート表面をより効果的に冷却できて赤熱の抑制効果を向上させることができる。また、外気の予熱効率も高められ、省エネルギー効果の向上も期待できる。 In addition, according to the burner device of the second aspect, a plurality of protruding pieces project from the outer periphery of the throat, and turbulent flow is generated by the protruding pieces in the outside air flowing along the outer periphery of the throat, thereby improving the efficiency of heat exchange. Since it comprised so that it might raise, the throat surface can be cooled more effectively and the suppression effect of red heat can be improved. In addition, the preheating efficiency of the outside air can be increased, and the energy saving effect can be expected.
本発明に係るバーナ装置にあっては、バーナの燃焼用空気供給ファンに燃焼用空気として外気を供給する外気供給ダクトを備えていると共に、該外気供給ダクトをバーナ先端部のスロートの外周に沿わせるように周設しており、外気供給ダクトより吸引される外気をスロート外周に沿って周回させ、その間に高温のスロート表面との間で熱交換させることでスロート表面を冷却しつつ、燃焼用空気である外気をある程度予熱してからバーナへ供給可能なように構成している。また、外周を外気供給ダクトにて包囲されたスロートの外周面には周回する外気の流れを妨げて乱流を発生させる突起片を複数突設しており、吸引した外気に前記突起片にて乱流を生じさせて適当に攪拌させることによってスロート表面との熱交換の効率を高めるように図っている。 The burner device according to the present invention includes an outside air supply duct that supplies outside air as combustion air to the combustion air supply fan of the burner, and the outside air supply duct is arranged along the outer periphery of the throat at the tip of the burner. The outside air sucked from the outside air supply duct circulates along the outer periphery of the throat, and heat is exchanged with the hot throat surface during that time, while cooling the throat surface, The outside air, which is air, is preheated to some extent and then supplied to the burner. In addition, a plurality of projecting pieces are provided on the outer peripheral surface of the throat whose outer periphery is surrounded by the outside air supply duct to generate a turbulent flow that prevents the circulating ambient air from flowing around. It is intended to increase the efficiency of heat exchange with the throat surface by generating turbulence and stirring appropriately.
そして、上記構成のバーナ装置を燃焼運転させるとスロート内面は火炎に晒されることとなるが、燃焼用空気として供給される外気によってスロート表面が効果的に冷却され、例えば、高ターンダウン比のバーナ装置において燃焼量を最低燃焼量付近に絞った場合でも、スロートの赤熱や熱変形等の不具合の発生を抑制できると共に、燃焼用空気である外気を予熱することもできて省エネルギー効果も期待できる。また、赤熱を生じるほどに高温となり得るスロートの外周部が外気供給ダクトにて覆われるため、作業安全上好ましいものとなる。 When the burner device having the above-described configuration is burned, the inner surface of the throat is exposed to the flame. However, the throat surface is effectively cooled by the outside air supplied as combustion air, for example, a burner having a high turndown ratio. Even when the amount of combustion is reduced to the vicinity of the minimum combustion amount in the apparatus, it is possible to suppress the occurrence of problems such as throat red heat and thermal deformation, and it is possible to preheat the outside air as the combustion air, and an energy saving effect can be expected. Moreover, since the outer peripheral part of the throat which can become so high that red heat is generated is covered with the outside air supply duct, it is preferable in terms of work safety.
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図中の1は本発明に係るバーナ装置であって、アスファルト混合物の素材である新規骨材を加熱乾燥処理するドライヤ2の一端部に配設しており、燃焼量を大幅に絞れるように高ターンダウン比のものを採用している。前記ドライヤ2は、内周部に多数の掻き上げ羽根(図示せず)を周設した円筒状のドラム3を機台(図示せず)上に回転自在に傾斜支持し、駆動用モータ(図示せず)にて所定速度で回転させるようにしており、ドラム3一端側のホットホッパ4に配設した前記バーナ装置1よりドラム3内に熱風を供給する一方、ドラム3他端側のコールドホッパ5に連結した排気ダクト6の下流に介在させた排風機7にて吸引することによりドラム3内を通過する高温ガス流を維持している。
Reference numeral 1 in the figure denotes a burner device according to the present invention, which is disposed at one end of a dryer 2 for heating and drying a new aggregate, which is a material of an asphalt mixture, so that the amount of combustion can be greatly reduced. The turndown ratio is used. The dryer 2 rotatably supports a cylindrical drum 3 having a large number of scraping blades (not shown) on the inner periphery thereof on a machine base (not shown) to drive a motor (see FIG. The hot air is supplied into the drum 3 from the burner device 1 disposed in the
前記ドライヤ2の近傍には各種粒径の新規骨材を貯蔵する骨材ホッパ(図示せず)を設置しており、該骨材ホッパから払い出される骨材をベルトコンベヤ8を介してドラム3内に供給し、骨材がドラム3内を転動流下する間に高温ガス流と接触させて所望温度まで加熱乾燥させ、ホットホッパ4下部の排出口より順次排出させるようにしている。また、前記排気ダクト6の下流には、排ガス中のダストを捕集するバグフィルタ等の集塵機9を備えていると共に、その下流端は風量調整ダンパー10と排風機7とを介して煙突11に連結しており、前記集塵機9にて清浄化した排ガスを煙突11から大気中に放出させるようにしている。
An aggregate hopper (not shown) for storing new aggregates of various particle sizes is installed in the vicinity of the dryer 2, and aggregates discharged from the aggregate hopper are placed in the drum 3 via the belt conveyor 8. While the aggregate is rolling down in the drum 3, the aggregate is brought into contact with the high-temperature gas flow and heated to a desired temperature, and is sequentially discharged from the discharge port below the
図中の12は前記バーナ装置1の燃焼用空気供給ファン13に燃焼用空気である外気を供給する外気供給ダクトであって、該外気供給ダクト12の途中をバーナ装置1先端部のスロート14の外周に沿わせるように周設して略環状に形成していると共に、流路の一部を仕切板15にて遮り、図2、図3中の一点鎖線にて示すように、外気導入口16より吸引した外気Aをスロート14の外周に沿って周回させた上で下流のバーナ装置1へ供給させるようにしている。このとき、吸引された外気Aが高温のスロート14表面と一定時間接する間に熱交換が行われ、スロート14表面は冷却される一方、燃焼用空気である外気は予熱される。
図3中の17は乱流発生用の突起片であって、外気導入口16より吸引した外気Aがスロート14の外周に形成した環状の外気供給ダクト12を周回して通過する際に、略千鳥状に配置した複数の突起片17によって流れが妨げられて乱流を生じ、それによって攪拌される外気Aと高温のスロート14表面との間でより一層効率よく熱交換が行われるように図っている。なお、前記突起片17の形状、大きさ、設置数、及びその配置等は、図に示されるものに限定されるものではなく、実際の熱交換の効率等に応じて適宜選定・調整するとよい。また、スロート14の外周面上でなく、環状の外気供給ダクト12内周面上にスロート14側へ向けて突設させるようにしてもよい。更に、外気供給ダクト12をスロート14の外周面に沿って複数周回させるように略螺旋状に周設させてもよく、その場合には外気Aとスロート14表面との接触時間を延ばせて熱交換の効率をより高めることが可能となる。
そして、上記構成のバーナ装置1を燃焼運転させて下流のドラム3内に熱風を供給し、アスファルト混合物の素材である新規骨材を加熱乾燥処理するときには、ドラム3内に供給される新規骨材の供給量やその性状等に応じてバーナ燃焼量を調整し、その燃焼量に基づいて燃焼用空気である外気を外気供給ダクト12よりバーナ装置1へ供給させる。そして、バーナ装置1へ供給された外気はスロート14へと送り出され、燃料油と共に混合しながら燃焼して火炎を形成する。
When the burner device 1 configured as described above is burned and supplied with hot air into the downstream drum 3 to heat-dry the new aggregate that is the material of the asphalt mixture, the new aggregate supplied into the drum 3 is used. The burner combustion amount is adjusted in accordance with the supply amount and the property thereof, and outside air as combustion air is supplied from the outside
このとき、スロート14の内面は前記火炎に晒されることとなるが、スロート14外周に周設した外気供給ダクト12を通過する燃焼用空気である外気によってスロート14表面が効果的に冷却され、例えば、本実施例にて採用されているような高ターンダウン比のバーナ装置1において、新規骨材の処理量に合わせて燃焼量を最低燃焼量付近に絞った場合でも、スロート14の赤熱や熱変形等の不具合の発生を抑制することができる。また、バーナ装置1に燃焼用空気として供給される外気を予熱でき、燃焼効率を高められて省エネルギー効果も期待できるものとなる。
At this time, the inner surface of the
なお、本発明者らが行った試験データによれば、バーナ燃焼量によっては赤熱を生じるほど高温(略500℃程度)となるスロート14の表面温度を、前記外気供給ダクト12を通過する外気Aとの熱交換によって略100℃程度低減でき、また突起片17の追加による熱交換効率の向上に伴い更に略50℃程度低減させることができ、赤熱の発生を防ぐことが可能となってスロート14への熱負荷の軽減効果が確認された。
According to the test data conducted by the present inventors, the surface temperature of the
1…バーナ装置 2…ドライヤ
3…ドラム 12…外気供給ダクト
13…燃焼用空気供給ファン(バーナ) 14…スロート(バーナ)
17…突起片
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17 ... Projection piece
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