JP2023038703A - バーナ遮断弁 - Google Patents

Abstract

【課題】運転コストを低減できる空冷式のバーナ遮断弁を提供する。【解決手段】熱風炉のバーナ２４から燃焼室２０に至る燃焼ガス流路２１に設置され、燃焼ガス流路２１に進出して燃焼ガス流路２１を遮断可能な弁板４３と、燃焼ガス流路２１を囲む環状に形成されかつ弁板４３が着座可能な弁座４４と、弁座４４の着座面に形成されかつ冷却用エアを吹き出すエア吹出口４４１と、を有するバーナ遮断弁２５であって、バーナ２４に燃焼用エアを供給する燃焼用エア管２３から分岐させたエアを、冷却用エアとしてエア吹出口４４１に供給するバイパス管５１を有する。【選択図】図５

Description

本発明はバーナ遮断弁に関する。

製銑用の高炉には、熱風を供給するための熱風炉が併設される。熱風炉として、例えば炉頂の燃焼室にバーナが設置される炉頂燃焼式がある（特許文献１参照）。
熱風炉のバーナと燃焼室との間には、バーナからの燃焼ガスの流路を遮断可能なバーナ遮断弁が設置される。バーナ遮断弁としては、燃焼ガスの流路に弁板を進出させ、流路を囲む環状の弁座に着座させる構造が用いられている。
バーナ遮断弁においては、弁板と弁座との全周でのシール性能を維持するべく、弁板および弁座を適宜冷却する必要がある。このために、熱容量の大きな水を冷媒として循環させる水冷式のバーナ遮断弁が多用されていた。

水冷式のバーナ遮断弁は、冷却水を循環させる往復の配管や、回収した冷却水から放熱させる熱交換器が必要であり、設備コストの上昇が避けられない。
また、炉頂燃焼式の熱風炉ではバーナが地上数十ｍと高い位置にあり、水冷式のバーナ遮断弁を用いる際には冷却水を地上から炉頂高さまでポンプで圧送する必要があり、運転コストの上昇も避けられない。
さらに、水冷式のバーナ遮断弁では、弁破損時に炉内へと冷却水が漏れ出し、耐火煉瓦を広範囲に損傷する可能性がある。

これに対し、エアを冷媒として用いる空冷式のバーナ遮断弁と同構造の熱風弁が開発されている（特許文献２参照）。とくに、特許文献２の熱風弁では、弁座の弁板が圧接する面に冷却エア噴出用のスリットを設け、スリットからのエアが弁座の内外両側面に沿って流れるようにして冷却性能を確保している。
この構造を用いた空冷式のバーナ遮断弁では、冷却用のエアの供給が容易であり、かつ冷却後のエアを大気解放すれば回収側の配管を省略でき、水冷式よりも設備コストや運転コストを低減できる。さらに,弁破損時に耐火煉瓦の損傷の可能性を低減できる。

特許第４９５５１１７号公報 特開昭６０－１３２１９１号公報

前述した空冷式のバーナ遮断弁では、冷媒に用いるエアの熱容量が水に比べ小さく、十分な冷却能力を得るためには十分な冷却用エアが必要となる。そこで、バーナから燃焼室に至る燃焼ガスとは別に、バーナ遮断弁に大量かつ高圧の冷却用エアを供給している。
しかし、大量かつ高圧の冷却用エアを供給するためには、圧縮機で多量のエアを圧縮する必要があり、運転コストの低減が十分にできない。
また、バーナ遮断弁を冷却した冷却用エアが、バーナ遮断弁を通る燃焼ガスに合流することで、燃焼室へ送られる燃焼ガスの空燃比が増加し、熱風炉内の温度を低下させる可能性もあった。

本発明の目的は、運転コストを低減できる空冷式のバーナ遮断弁を提供することにある。

本発明のバーナ遮断弁は、熱風炉のバーナから燃焼室に至る燃焼ガス流路に設置され、前記燃焼ガス流路に進出して前記燃焼ガス流路を遮断可能な弁板と、前記燃焼ガス流路を囲む環状に形成されかつ前記弁板が着座可能な弁座と、前記弁座の着座面に形成されかつ冷却用エアを吹き出すエア吹出口と、を有するバーナ遮断弁であって、前記バーナに燃焼用エアを供給する燃焼用エア管から分岐させたエアを、前記冷却用エアとして前記エア吹出口に供給するバイパス流路を有することを特徴とする。

このような本発明では、弁板を退避させて燃焼ガス流路を開通させた状態では、バイパス流路により燃焼用エア管からのエアがバーナに供給され、バーナでの燃焼により燃焼ガスとされ、燃焼ガス流路を通して燃焼室に供給される。一方、弁板を進出させて燃焼ガス流路を遮断することで、燃焼室からの高熱がバーナに及ぶことが回避される。
バーナ遮断弁においては、遮断時の弁板は弁座に着座し、弁板が熱輻射を遮ることによって燃焼室からの高熱が弁座に及ぶことが回避される。また、弁板は別途形成される冷却装置により冷却される。一方、開通時には弁板が燃焼ガス流路の外部に退避され、弁座が燃焼ガス流路を通る燃焼ガスによる強制対流に曝される。これに対し、弁座のエア吹出口から冷却用エアを吹き出すことで弁座を冷却することができる。
ここで、エア吹出口から供給される冷却用エアは、バーナに燃焼用エアを供給する燃焼用エア管から分岐させたものであり、バーナに供給される燃焼用のエアはその分減少している。そして、この冷却用エアがエア吹出口から吹き出され、バーナからの燃焼ガスと合流した際には、合計のエア量が燃焼用エア管における元のエア量になる。従って、燃焼室へ投入される合計エア量は燃焼室において必要十分なエア量となり、別途の冷却用エアを供給した場合のような炉内温度低下を防止し、全エア使用量を削減できる。

本発明のバーナ遮断弁において、前記弁板に形成された冷却エア流路と、前記冷却エア流路に冷却用エアを供給する弁板冷却エア供給装置と、を有し、前記弁板冷却エア供給装置は、エア供給源と、前記エア供給源からのエアを前記冷却エア流路に供給する高圧ラインと、前記エア供給源からのエアを減圧して前記冷却エア流路に供給する低圧ラインと、を有し、通常時は前記低圧ラインを開通させかつ前記弁板の破損時には前記高圧ラインを開通させることが好ましい。

このような本発明では、通常時には低圧ラインを通して冷却用エアを弁板に供給する。低圧ラインを通して供給される冷却用エアは、減圧弁などによりエア供給源での圧力よりも減圧される。その結果、弁板の冷却エア流路を通る冷却エアの流速が大きくなり、冷却効率を高めることができる。さらに、低圧ラインを用いている際には、冷却エアの使用量を低減し、かつ圧縮機等による昇圧過程も不要であることから、運転コストを低減できる。
一方、弁板の破損時には、燃焼ガス流路に流入する燃焼室からの高温高圧の熱風が、破損した弁板の冷却エア流路に流入し、低圧ラインまで逆流する可能性がある。これに対し、本発明では、弁板の破損を検知した際に低圧ラインが遮断され、高圧ラインからの弁板冷却用エアが弁板の冷却エア流路に供給されることで、燃焼ガス流路からの高温高圧の熱風が弁板の冷却エア流路に流入することが抑止される。
燃焼室から燃焼ガス流路に流入する熱風が例えば４００ＫＰａであれば、これよりも高圧ラインで高圧が得られるように、エア供給源での圧力は例えば５４０ＫＰａとすることができ、低圧ラインでの減圧された圧力としては、例えば４ＫＰａとすることができる。

本発明のバーナ遮断弁において、前記弁板冷却エア供給装置は、前記冷却エア流路からの排出エアの温度を検出する温度センサと、前記低圧ラインの前記弁板側端の圧力を検出する圧力センサとの少なくともいずれか一方を有することが好ましい。
このような本発明では、弁板の破損により、燃焼ガス流路を通して燃焼室の高温高圧の熱風が冷却エア流路に流入し、冷却エア流路からの排出エアの温度が上昇した際に、これを温度センサで検出できるとともに、冷却エア流路に流入した高温高圧の熱風がさらに低圧ラインへと逆流した際に、これを圧力センサで検出できる。その結果、弁板冷却エア供給装置は弁板の破損を検出し、低圧ラインと高圧ラインとを迅速かつ確実に切り替えることができる。

本発明によれば、運転コストを低減できるバーナ遮断弁を提供できる。

本発明の一実施形態の熱風炉を示す断面図。 前記実施形態のバーナ遮断弁を示す斜視図。 前記実施形態のバーナ遮断弁を示す断面図。 前記実施形態の弁板および弁座を示す正面図。 前記実施形態の配管系統を示す正面図。 前記実施形態の燃焼運転時の配管設定を示す正面図。 前記実施形態の送風運転時の配管設定を示す正面図。 前記実施形態の弁板損傷時の配管設定を示す正面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、熱風炉１は、蓄熱室１０の上部に燃焼室２０を有する炉頂燃焼式熱風炉である。
蓄熱室１０は、内部に多量の蓄熱煉瓦１１が積まれている。蓄熱煉瓦１１は炉床１２に支持され、炉底部には通気室１３が形成されている。通気室１３は通気管１４を通して大気に解放されている。通気管１４には遮断弁あるいは送風機その他の必要な機器が設置されている。

燃焼室２０には、内部が燃焼ガス流路２１とされた燃焼管２２が接続されている。燃焼管２２は他端が燃焼用エア管２３に接続され、燃焼管２２の途中にはバーナ２４およびバーナ遮断弁２５が設置されている。燃焼管２２は、図１では一系統のみ表示されているが、燃焼室２０の同じ高さの周方向に複数が均等間隔で配置されている。
燃焼室２０には、蓄熱室１０に近い部分にミキシングチャンバ３３が接続され、ミキシングチャンバ３３の下端には熱風枝管３１が接続されている。熱風枝管３１は他端が熱風本管３２に接続され、熱風枝管３１の途中には熱風弁３４が設置されている。

熱風炉１は、図示しない制御装置により各部機器を一元的に制御され、燃焼運転および送風運転を実行可能である。

熱風炉１で蓄熱運転を行う際には、熱風枝管３１の熱風弁３４を閉じ、燃焼管２２のバーナ遮断弁２５を開き、バーナ２４で燃料を燃焼させる。これにより、燃焼用エア管２３から導入された燃焼用エアがバーナ２４で高温の燃焼ガスとされ、燃焼室２０から蓄熱室１０へ導入されて蓄熱煉瓦１１に蓄熱し、通気管１４から炉外へ排出される（図１の黒矢印参照）。

熱風炉１で送風運転を行う際には、熱風枝管３１の熱風弁３４を開き、燃焼管２２のバーナ２４を停止させてバーナ遮断弁２５を閉じ、通気管１４から空気を導入する。これにより、蓄熱煉瓦１１を通る間に空気が昇温され、熱風枝管３１から熱風本管３２を経て高炉に熱風が供給される（図１の白矢印参照）。

図２および図３において、バーナ遮断弁２５は、燃焼管２２の途中に組み込まれる円筒状の弁本体４１を有する。弁本体４１の内側は燃焼ガス流路２１の一部とされ、バーナ２４から燃焼室２０に至る燃焼ガスが通過可能である。
弁本体４１の上側には弁板ケース４２が形成され、弁板ケース４２の内部から弁本体４１の内部まで連続したスリット４１１が形成されており、このスリット４１１には弁板４３が収容されている。

図４にも示すように、弁板４３は円板状に形成され、弁本体４１の内側の燃焼ガス流路２１を遮断可能である。弁板４３は、図示しない駆動機構により昇降され、燃焼ガス流路２１と同心状になる遮断位置から燃焼ガス流路２１から離れた開放位置まで移動可能である。
弁板４３の内部には冷却エア流路４３１が形成され、弁板４３の上端には冷却エア導入口４３２および冷却エア排出口４３３が形成されている。弁板４３は、冷却エア流路４３１に冷却用エアを通すことで冷却が可能である。

図３および図４に示すように、弁本体４１には弁座４４が形成されている。
弁座４４は、弁本体４１の内面の弁板４３に臨みかつ燃焼ガス流路２１を囲む部位に形成された環状の突起であり、その先端の着座面が全周にわたって弁板４３と密接することで全周シールが可能である。
弁座４４には、弁板４３が着座する先端にスリット状のエア吹出口４４１が形成されている。弁板４３が弁座４４に着座していない状態ではエア吹出口４４１が開かれ、エア吹出口４４１の内部に冷却用エアを供給すれば、供給された冷却用エアが弁座４４から吹き出して弁座４４の先端の着座面を冷却可能である。

図５において、バーナ遮断弁２５は、弁座４４を冷却する冷却用エアを供給する弁座冷却エア供給装置５０、および弁板４３を冷却する冷却用エアを供給する弁板冷却エア供給装置６０を備えている。

弁座冷却エア供給装置５０は、バーナ２４に燃焼用エアを供給する燃焼用エア管２３から分岐するバイパス管５１（バイパス流路）を有する。バイパス管５１は、他端が弁座４４のエア吹出口４４１に連通されており、途中に流量調整弁５２が設置されている。
燃焼運転時において、燃焼用エア管２３からバーナ２４へと燃焼用エアが供給されている状態では、燃焼用エア管２３を流れる燃焼用エアの一部がバイパス管５１に分岐され、エア吹出口４４１に冷却用エアとして供給される。
バイパス管５１への燃焼用エアの分岐量は、流量調整弁５２により調整可能である。

バイパス管５１へ分岐した燃焼用エアは、冷却用エアとしてエア吹出口４４１から吹き出されて弁座４４を冷却したのち、燃焼ガス流路２１を流れるバーナ２４からの燃焼ガスに合流する。従って、燃焼ガス流路２１から燃焼室２０へ送出される燃焼ガス中の燃焼用エアの量は、バイパス管５１への分岐量に関わらず、燃焼用エア管２３に供給された燃焼用エアの量（分岐前の量）と常に等しくなる。

送風運転時など、燃焼用エア管２３からバーナ２４へと燃焼用エアが供給されていない状態では、バイパス管５１で分岐してエア吹出口４４１に供給される冷却用エアも生じない。送風運転時は、弁板４３が弁座４４に着座し、着座面に形成されたエア吹出口４４１は弁板４３で閉鎖されるため、送風運転時に燃焼室２０から高温高圧の熱風が燃焼ガス流路２１に流入しても、さらに弁座冷却エア供給装置５０へ逆流することはない。加えて、流量調整弁５２を全閉とすることで、弁座冷却エア供給装置５０への逆流を重ねて防止可能である。

弁板冷却エア供給装置６０は、冷却用エアを冷却エア流路４３１に流通させて弁板４３を冷却する。そのために、冷却エア導入口４３２にはエア供給管６１が接続され、冷却エア排出口４３３にはエア排出管６２が接続されている。

エア供給管６１には、切替弁６１１を介して低圧ライン６３および高圧ライン６４が接続されている。低圧ライン６３および高圧ライン６４は、それぞれ圧縮空気タンクなどのエア供給源６５に接続されている。
低圧ライン６３には、途中に流量調整弁６３１および減圧弁６３２が設置され、エア供給源６５から供給された高圧エアは減圧弁６３２で減圧され、低圧エアとしてエア供給管６１へ供給可能である。

高圧ライン６４には、途中に流量調整弁６４１が設置され、エア供給源６５から供給された高圧エアをそのままエア供給管６１へ供給可能である。
従って、切替弁６１１で低圧ライン６３または高圧ライン６４を切り替えることで、低圧エアまたは高圧エアのいずれかがエア供給管６１ないし冷却エア導入口４３２を経て冷却エア流路４３１に供給される。

ここで、低圧ライン６３から供給される低圧の冷却用エアは、送風運転時に燃焼室２０を通る熱風の圧力よりも低く、かつ蓄熱運転時にバーナ２４から燃焼ガス流路２１に送り出される燃焼ガスよりは高圧とされる。
冷却用エアが低圧であることで、冷却エア流路４３１での流速が大きくなり、冷却効率を高めることができる。一方、高圧ライン６４から供給される高圧の冷却用エアは、燃焼室２０あるいは燃焼ガス流路２１における圧力よりも十分高圧とされる。

エア排出管６２には、切替弁６２１を介して低圧排出ライン６６および高圧排出ライン６７が接続されている。
低圧排出ライン６６は、一端が切替弁６２１に接続され、他端は大気開放されている。
高圧排出ライン６７は、一端が切替弁６２１に接続され、途中に減圧弁６７１が設置され、他端は大気開放されている。

エア供給管６１において、切替弁６１１を低圧ライン６３に切り替えた際には、弁板４３の冷却エア流路４３１には低圧の冷却用エアが供給され、エア排出管６２から排出される冷却用エアも低圧である。従って、エア排出管６２においては、切替弁６２１を低圧排出ライン６６に切り替え、エア排出管６２から排出される低圧の冷却用エアをそのまま大気中に排出すればよい。
切替弁６１１が高圧ライン６４に切り替えられている際には、弁板４３の冷却エア流路４３１には高圧の冷却用エアが供給され、エア排出管６２から排出される冷却用エアも高圧である。従って、エア排出管６２においては、切替弁６２１を高圧排出ライン６７に切り替え、エア排出管６２から排出される高圧の冷却用エアは減圧弁６７１を通過し、大気中に排出される。ここで、減圧弁６７１の設定圧力を燃焼室２０あるいは燃焼ガス流路２１における圧力よりも高圧とすることで、冷却エア流路４３１内の圧力を燃焼室２０から燃焼ガス流路２１に流入する熱風よりも高圧に保つことが可能となる。

弁板冷却エア供給装置６０において、切替弁６１１，６２１の切り替えは、熱風炉１の図示しない制御装置により制御される。制御の際には、配管の各部に設置されたセンサからの計測値が参照される。
エア供給管６１の途中には温度センサ６１２が設置されている。
エア排出管６２の途中には温度センサ６２２が設置されている。
低圧ライン６３には、流量調整弁６３１と減圧弁６３２との間に圧力センサ６３３が設置され、流量調整弁６３１と切替弁６１１との間に圧力センサ６３４が設置されている。
高圧ライン６４には、流量調整弁６４１とエア供給源６５との間に圧力センサ６４２が設置されている。

弁板冷却エア供給装置６０においては、通常時は低圧ライン６３および低圧排出ライン６６を開通させ、冷却エア流路４３１に低圧の冷却用エアを流通させる。
弁板４３の破損時には、高圧ライン６４および高圧排出ライン６７に切り替え、冷却エア流路４３１に高圧の冷却用エアを流通させる。
弁板４３の破損は、温度センサ６２２で検出される冷却エア流路４３１からの排出エアの温度が規定値よりも高くなった場合、または、圧力センサ６３４で検出される低圧ライン６３の弁板４３側端の圧力が既定値よりも高くなった場合とする。

本実施形態においては、熱風炉１の燃焼運転時および送風運転時に、状況に応じて弁座冷却エア供給装置５０および弁板冷却エア供給装置６０から冷却用エアを供給する。

図６において、熱風炉１の燃焼運転時には、バーナ遮断弁２５が開かれ、弁板４３は燃焼ガス流路２１から退避している。この状態では、弁板４３の下部が燃焼ガス流路２１を通るバーナ２４からの高温の燃焼ガスに曝され高温となるため弁板冷却エア供給装置６０から冷却用エアを供給して弁板４３の冷却を行う。一方、弁座４４では、燃焼ガス流路２１を通るバーナ２４からの高温の燃焼ガスに曝されるため、弁座冷却エア供給装置５０による冷却用エアの供給が行われる（図中実線表示）。

図７において、熱風炉１の送風運転時には、バーナ遮断弁２５が閉じられ、弁板４３により燃焼ガス流路２１が遮断される。この状態では、エア吹出口４４１は弁板４３で閉じられ、弁座冷却エア供給装置５０による弁座４４の冷却が停止される。一方、燃焼室２０からの輻射熱および熱風に曝されて弁板４３が高温になるので、弁板冷却エア供給装置６０から冷却用エアを供給して弁板４３の冷却を行う。
通常の送風運転時は、弁板冷却エア供給装置６０は低圧ライン６３および低圧排出ライン６６を開通させ、冷却エア流路４３１に低圧の冷却用エアを流通させる（図中実線表示）。この状態で、高圧ライン６４および高圧排出ライン６７は遮断されている（図中点線表示）。

送風運転時に弁板４３に損傷が生じ、冷却エア流路４３１と燃焼ガス流路２１とが連通された場合、燃焼室２０からの高温高圧の熱風が、低圧の冷却用エアが通されている冷却エア流路４３１に流入し、さらにエア供給管６１およびエア排出管６２を経て低圧ライン６３および低圧排出ライン６６まで達する可能性がある。
このような事態においては、低圧ライン６３の圧力上昇として圧力センサ６３４で検出され、あるいはエア排出管６２の温度上昇として温度センサ６２２で検出される。

図８において、弁板冷却エア供給装置６０は、送風運転時に弁板４３の損傷を検出した際に、切替弁６１１，６２１を切り替えて低圧ライン６３および低圧排出ライン６６を遮断し（図中点線表示）、代わりに高圧ライン６４および高圧排出ライン６７を開通させ、冷却エア流路４３１に高圧の冷却用エアを流通させる（図中実線表示）。
これにより、弁板４３の冷却エア流路４３１には高圧の冷却用エアが流通され、損傷部分からの高温高圧ガスの流入が抑止され、引き続き弁板４３の冷却が行われる。

本実施形態によれば以下のような効果が得られる。
本実施形態では、バーナ遮断弁２５において弁板４３を退避させて燃焼ガス流路２１を開通させた状態では、バイパス管５１により燃焼用エア管２３からのエアがバーナ２４に供給され、バーナ２４での燃焼により燃焼ガスとされ、燃焼ガス流路２１を通して燃焼室２０に供給される。一方、弁板４３を進出させて燃焼ガス流路２１を遮断することで、燃焼室２０からの高熱がバーナ２４に及ぶことが回避される。
バーナ遮断弁２５においては、遮断時の弁板４３は弁座４４に着座し、弁板４３が熱輻射を遮ることによって燃焼室２０からの高熱が弁座４４に及ぶことが回避される。また、弁板４３は別途形成される冷却装置により冷却される。一方、開通時には弁板４３が燃焼ガス流路２１の外部に退避され、弁座４４が燃焼ガス流路２１を通る燃焼ガスによる強制対流に曝される。これに対し、弁座４４のエア吹出口４４１から冷却用エアを吹き出すことで弁座４４を冷却することができる。
ここで、エア吹出口４４１から供給される冷却用エアは、バーナ２４に燃焼用エアを供給する燃焼用エア管２３から分岐させたものであり、バーナ２４に供給される燃焼用のエアはその分減少している。そして、この冷却用エアがエア吹出口４４１から吹き出され、バーナ２４からの燃焼ガスと合流した際には、合計のエア量が燃焼用エア管２３における元のエア量になる。従って、燃焼室２０へ投入される合計エア量は燃焼室２０において必要十分なエア量となり、別途の冷却用エアを供給した場合のような炉内温度低下を防止し、全エア使用量を削減できる。

本実施形態では、通常時には低圧ライン６３を通して冷却用エアを弁板４３に供給する。低圧ライン６３を通して供給される冷却用エアは、減圧弁６３２によりエア供給源６５での圧力よりも減圧される。その結果、弁板４３の冷却エア流路４３１を通る冷却エアの流速が大きくなり、冷却効率を高めることができる。さらに、低圧ライン６３を用いている際には、冷却エアの使用量を低減し、かつ圧縮機等による昇圧過程も不要であることから、運転コストを低減できる。
一方、弁板４３の破損時には、燃焼室２０からの高温高圧の熱風が弁板４３の冷却エア流路４３１に流入し、低圧ライン６３まで逆流する可能性がある。これに対し、弁板４３の破損を検知した際に低圧ライン６３が遮断され、高圧ライン６４からの弁板冷却用エアが弁板４３の冷却エア流路４３１に供給されることで、燃焼ガス流路２１からの高温高圧のガスが弁板４３の冷却エア流路４３１に流入することが抑止される。
燃焼室２０からの熱風が例えば４００ＫＰａであれば、これよりも高圧ライン６４で高圧が得られるように、エア供給源６５での圧力は例えば５４０ＫＰａとすることができ、低圧ライン６３での減圧された圧力としては、例えば４ＫＰａとすることができる。

本実施形態では、弁板４３の破損により、燃焼室２０から燃焼ガス流路２１に流入した高温高圧の熱風が、破損箇所から冷却エア流路４３１に流入し、冷却エア流路４３１からの排出エアの温度が上昇した際に、これを温度センサ６２２で検出できるとともに、冷却エア流路４３１に流入した高温高圧のガスがさらに低圧ライン６３へと逆流した際に、これを圧力センサ６３４で検出できる。その結果、弁板冷却エア供給装置６０は弁板４３の破損を検出し、低圧ライン６３と高圧ライン６４とを迅速かつ確実に切り替えることができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
弁板冷却エア供給装置６０において、低圧ライン６３および高圧ライン６４を同じエア供給源６５に接続したが、これらは個別としてもよく、例えば低圧ライン６３に低圧エア供給源を接続し、高圧ライン６４には高圧エア供給源を接続してもよい。この場合、低圧ライン６３の減圧弁６３２は省略できる。
高圧排出ライン６７では、冷却エア流路４３１内の圧力を燃焼室２０あるいは燃焼ガス流路２１における圧力よりも高圧に保つために減圧弁６７１を設置したが、圧力調整弁ほか他の機器で圧力調整してもよい。

弁板冷却エア供給装置６０において、弁板４３の損傷検出にはエア排出管６２の温度センサ６２２および低圧ライン６３の圧力センサ６３４に限らず、低圧ライン６３の圧力センサ６３３や、エア供給管６１の温度センサ６１２を用いてもよい。
ただし、エア供給管６１は基本的に冷却用エアが弁板４３に向けて流れているため、冷却エア流路４３１に流入した高温高圧流体が到達するのが遅れる可能性がある。高圧ライン６４の圧力センサ６４２は、通常時は高圧ライン６４がエア供給管６１から切り離されているため、損傷検出には不適である。

バーナ遮断弁２５の細部構成、例えば弁座４４の形状、エア吹出口４４１の形状あるいは配置、弁板４３の形状、冷却エア流路４３１の形状あるいは配置など、適宜変更することができる。

本発明はバーナ遮断弁に利用できる。

１…熱風炉、１０…蓄熱室、１１…蓄熱煉瓦、１２…炉床、１３…通気室、１４…通気管、２０…燃焼室、２１…燃焼ガス流路、２２…燃焼管、２３…燃焼用エア管、２４…バーナ、２５…バーナ遮断弁、３１…熱風枝管、３２…熱風本管、３３…ミキシングチャンバ、３４…熱風弁、４１…弁本体、４１１…スリット、４２…弁板ケース、４３…弁板、４３１…冷却エア流路、４３２…冷却エア導入口、４３３…冷却エア排出口、４４…弁座、４４１…エア吹出口、５０…弁座冷却エア供給装置、５１…バイパス管、５２…流量調整弁、６０…弁板冷却エア供給装置、６１…エア供給管、６１１…切替弁、６１２…温度センサ、６２…エア排出管、６２１…切替弁、６２２…温度センサ、６３…低圧ライン、６３１…流量調整弁、６３２…減圧弁、６３３…圧力センサ、６３４…圧力センサ、６４…高圧ライン、６４１…流量調整弁、６４２…圧力センサ、６５…エア供給源、６６…低圧排出ライン、６７…高圧排出ライン、６７１…減圧弁。

Claims (3)

1. 熱風炉のバーナから燃焼室に至る燃焼ガス流路に設置され、前記燃焼ガス流路に進出して前記燃焼ガス流路を遮断可能な弁板と、前記燃焼ガス流路を囲む環状に形成されかつ前記弁板が着座可能な弁座と、前記弁座の着座面に形成されかつ冷却用エアを吹き出すエア吹出口と、を有するバーナ遮断弁であって、
   前記バーナに燃焼用エアを供給する燃焼用エア管から分岐させたエアを、前記冷却用エアとして前記エア吹出口に供給するバイパス流路を有することを特徴とするバーナ遮断弁。
2. 請求項１に記載のバーナ遮断弁において、
   前記弁板に形成された冷却エア流路と、前記冷却エア流路に冷却用エアを供給する弁板冷却エア供給装置と、を有し、
   前記弁板冷却エア供給装置は、エア供給源と、前記エア供給源からのエアを前記冷却エア流路に供給する高圧ラインと、前記エア供給源からのエアを減圧して前記冷却エア流路に供給する低圧ラインと、を有し、通常時は前記低圧ラインを開通させかつ前記弁板の破損時には前記高圧ラインを開通させることを特徴とするバーナ遮断弁。
3. 請求項２に記載のバーナ遮断弁において、
   前記弁板冷却エア供給装置は、前記冷却エア流路からの排出エアの温度を検出する温度センサと、前記低圧ラインの前記弁板側端の圧力を検出する圧力センサとの少なくともいずれか一方を有することを特徴とするバーナ遮断弁。

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