JP2571556Y2 - 蓄熱再生式バーナ - Google Patents
蓄熱再生式バーナInfo
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- JP2571556Y2 JP2571556Y2 JP1992082494U JP8249492U JP2571556Y2 JP 2571556 Y2 JP2571556 Y2 JP 2571556Y2 JP 1992082494 U JP1992082494 U JP 1992082494U JP 8249492 U JP8249492 U JP 8249492U JP 2571556 Y2 JP2571556 Y2 JP 2571556Y2
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- JP
- Japan
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- burner
- combustion
- heat storage
- flow path
- furnace
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/66—Preheating the combustion air or gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/02—Arrangements of regenerators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、炉内排ガスの熱を回収
して燃焼用空気を予熱する蓄熱再生式バーナに関する。
して燃焼用空気を予熱する蓄熱再生式バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃焼排ガスの熱で燃焼用空気を予
熱することによってエネルギーの省力化を図るバーナと
して、図７に示すように、バーナ本体１０１に、燃料噴
射ノズル１０２と、バーナスロート部１０３に通じる流
路１０４と、上記流路１０４に配置された通気性の蓄熱
体１０５とで構成した蓄熱バーナ１００が知られてい
る。
熱することによってエネルギーの省力化を図るバーナと
して、図７に示すように、バーナ本体１０１に、燃料噴
射ノズル１０２と、バーナスロート部１０３に通じる流
路１０４と、上記流路１０４に配置された通気性の蓄熱
体１０５とで構成した蓄熱バーナ１００が知られてい
る。
【０００３】上記バーナ１００は、図８に示すように、
普通２台（１００ａ，１００ｂ）１組として炉壁１０６
に取り付けられる。そして、バーナ１００ａ，１００ｂ
の燃料噴射ノズル１０２，１０２はそれぞれ切換弁Ｆ
１，Ｆ２を有するガス供給ライン１０７ａ，１０７ｂを
介してガス供給源１０８に連結される。また、バーナ１
００ａ，１００ｂの流路１０４，１０４はそれぞれ切換
弁Ａ１，Ａ２を有するエア供給ライン１０９ａ，１０９
ｂを介してエアブロア１１０に連結されるとともに、そ
れぞれ切換弁Ｗ１，Ｗ２を有する排ガスライン１１１
ａ，１１１ｂを介して誘引ファン１１２に連結される。
普通２台（１００ａ，１００ｂ）１組として炉壁１０６
に取り付けられる。そして、バーナ１００ａ，１００ｂ
の燃料噴射ノズル１０２，１０２はそれぞれ切換弁Ｆ
１，Ｆ２を有するガス供給ライン１０７ａ，１０７ｂを
介してガス供給源１０８に連結される。また、バーナ１
００ａ，１００ｂの流路１０４，１０４はそれぞれ切換
弁Ａ１，Ａ２を有するエア供給ライン１０９ａ，１０９
ｂを介してエアブロア１１０に連結されるとともに、そ
れぞれ切換弁Ｗ１，Ｗ２を有する排ガスライン１１１
ａ，１１１ｂを介して誘引ファン１１２に連結される。
【０００４】このようにラインに接続された１組のバー
ナ１００ａ，１００ｂは、所定時間毎に燃料ガスの燃焼
と排ガスの排気に供されると共に、一方のバーナでガス
燃焼時は他方のバーナで排ガスを排気しながら運転され
る。すなわち、図示するように、バーナ１００ａで燃料
ガスを燃焼する場合、このバーナ１００ａについては、
切換弁Ｆ１，Ａ１が開されると共に切換弁Ｗ１が閉さ
れ、ガス供給源１０８よりノズル１０２に燃料ガスが供
給され、エアブロア１１０より流路１０４に燃焼用空気
が供給され、これら燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロ
ート部１０３より炉内１１４に噴射されて燃焼される。
他方のバーナ１００ｂについては、切換弁Ｆ２，Ａ２が
閉されると共に切換弁Ｗ２が開され、誘引ファン１１２
の駆動に基づいて炉内１１４の排ガスが流路１０４を通
じて煙突１１３から排出され、このとき蓄熱体１０５は
該蓄熱体１０５を通過する高温排ガスとの接触により加
熱される。
ナ１００ａ，１００ｂは、所定時間毎に燃料ガスの燃焼
と排ガスの排気に供されると共に、一方のバーナでガス
燃焼時は他方のバーナで排ガスを排気しながら運転され
る。すなわち、図示するように、バーナ１００ａで燃料
ガスを燃焼する場合、このバーナ１００ａについては、
切換弁Ｆ１，Ａ１が開されると共に切換弁Ｗ１が閉さ
れ、ガス供給源１０８よりノズル１０２に燃料ガスが供
給され、エアブロア１１０より流路１０４に燃焼用空気
が供給され、これら燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロ
ート部１０３より炉内１１４に噴射されて燃焼される。
他方のバーナ１００ｂについては、切換弁Ｆ２，Ａ２が
閉されると共に切換弁Ｗ２が開され、誘引ファン１１２
の駆動に基づいて炉内１１４の排ガスが流路１０４を通
じて煙突１１３から排出され、このとき蓄熱体１０５は
該蓄熱体１０５を通過する高温排ガスとの接触により加
熱される。
【０００５】逆に、バーナ１００ｂでガスを燃焼する場
合、このバーナ１００ｂについては、切換弁Ｆ２，Ａ２
が開されると共に切換弁Ｗ２が閉され、ガス供給源１０
８よりノズル１０２に燃料ガスが供給され、エアブロア
１１０より流路１０４に燃焼用空気が供給され、これら
燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロート部１０３より炉
内１１４に噴射されて燃焼される。このとき、バーナ１
００ｂでは、上記バーナ１００ａによるガス燃焼の際に
蓄熱体１０５に熱が蓄積されているので、エアブロア１
１０より流路１０４に供給された燃焼用空気は蓄熱体１
０５との接触により予熱され、この予熱された燃焼用空
気と共に燃料ガスが燃焼される。したがって、燃料ガス
を常温の空気と共に燃焼するのに比べて、燃料の燃焼効
率が著しく向上する。一方、バーナ１００ａについて
は、切換弁Ｆ１，Ａ１が閉されると共に切換弁Ｗ１が開
され、流路１０４を通じて炉内１１４の排ガスが排気さ
れ、この高温排ガスの熱が蓄熱体１０５に回収されてバ
ーナ１００ａの次回の燃料燃焼時に燃焼用空気の予熱に
利用される。
合、このバーナ１００ｂについては、切換弁Ｆ２，Ａ２
が開されると共に切換弁Ｗ２が閉され、ガス供給源１０
８よりノズル１０２に燃料ガスが供給され、エアブロア
１１０より流路１０４に燃焼用空気が供給され、これら
燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロート部１０３より炉
内１１４に噴射されて燃焼される。このとき、バーナ１
００ｂでは、上記バーナ１００ａによるガス燃焼の際に
蓄熱体１０５に熱が蓄積されているので、エアブロア１
１０より流路１０４に供給された燃焼用空気は蓄熱体１
０５との接触により予熱され、この予熱された燃焼用空
気と共に燃料ガスが燃焼される。したがって、燃料ガス
を常温の空気と共に燃焼するのに比べて、燃料の燃焼効
率が著しく向上する。一方、バーナ１００ａについて
は、切換弁Ｆ１，Ａ１が閉されると共に切換弁Ｗ１が開
され、流路１０４を通じて炉内１１４の排ガスが排気さ
れ、この高温排ガスの熱が蓄熱体１０５に回収されてバ
ーナ１００ａの次回の燃料燃焼時に燃焼用空気の予熱に
利用される。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
ーナ１００ａ，１００ｂは、上述の通り２台１組として
使用しなければならず、しかも一方のバーナが燃焼時は
他方のバーナは非燃焼状態に保持しなければならない。
また、所要の配管スペースを確保するためにバーナ同士
を接近させるにも限りがある。そのため、所定の燃焼量
（炉の入熱）を確保するためには、バーナの取付台数が
多くなり、炉内寸法の拡大、コストの高騰が不可避であ
るという問題点があった。
ーナ１００ａ，１００ｂは、上述の通り２台１組として
使用しなければならず、しかも一方のバーナが燃焼時は
他方のバーナは非燃焼状態に保持しなければならない。
また、所要の配管スペースを確保するためにバーナ同士
を接近させるにも限りがある。そのため、所定の燃焼量
（炉の入熱）を確保するためには、バーナの取付台数が
多くなり、炉内寸法の拡大、コストの高騰が不可避であ
るという問題点があった。
【０００７】また、上記バーナは、燃焼用空気の供給と
共に蓄熱体１０５の温度が徐々に低下し、燃焼用空気の
予熱力が低下する。したがって、燃焼効率を高度に維持
するために切換弁Ｆ１，Ａ１，Ｗ１，Ｆ２，Ａ２，Ｗ２
を頻繁に開閉しなければならない。現実には、約２０秒
毎に弁は切り換えられており、炉を年６０００時間操業
すると約１００万回／年（＝６０００×３６００／２
０）の切換動作が繰り返され、このような膨大な数の切
換を一度たりとも誤動作することなく機能させるため
に、制御方法のみならず切換弁そのものの機械構造にも
高信頼性が要求されるという問題点があった。例えば、
燃料系の弁が誤動作したり、燃料の漏洩があると、その
漏洩燃料が排ガスラインに流入して無駄に消費された
り、爆発を招来する。また、不純物を含む燃料ガスを使
用するときは、その不純物成分がガス切換弁Ｆ１，Ｆ２
の内部に固着して十分な密閉性を保てなくなる恐れがあ
る。
共に蓄熱体１０５の温度が徐々に低下し、燃焼用空気の
予熱力が低下する。したがって、燃焼効率を高度に維持
するために切換弁Ｆ１，Ａ１，Ｗ１，Ｆ２，Ａ２，Ｗ２
を頻繁に開閉しなければならない。現実には、約２０秒
毎に弁は切り換えられており、炉を年６０００時間操業
すると約１００万回／年（＝６０００×３６００／２
０）の切換動作が繰り返され、このような膨大な数の切
換を一度たりとも誤動作することなく機能させるため
に、制御方法のみならず切換弁そのものの機械構造にも
高信頼性が要求されるという問題点があった。例えば、
燃料系の弁が誤動作したり、燃料の漏洩があると、その
漏洩燃料が排ガスラインに流入して無駄に消費された
り、爆発を招来する。また、不純物を含む燃料ガスを使
用するときは、その不純物成分がガス切換弁Ｆ１，Ｆ２
の内部に固着して十分な密閉性を保てなくなる恐れがあ
る。
【０００８】さらに、バーナースロート部１０３に流路
１０４が接続されているので、つまり燃料ガスが流路１
０４に侵入可能な構成となっているので、燃焼用空気と
排ガスの切換弁が誤動作すると、排ガスライン１１１
ａ，１１１ｂに燃料ガスが流入して爆発を招来する危険
があった。
１０４が接続されているので、つまり燃料ガスが流路１
０４に侵入可能な構成となっているので、燃焼用空気と
排ガスの切換弁が誤動作すると、排ガスライン１１１
ａ，１１１ｂに燃料ガスが流入して爆発を招来する危険
があった。
【０００９】さらにまた、火炎の状態を確認するために
１組のバーナ（２つのバーナ）に対して２系統の火炎監
視が必要となるうえ、「燃焼中」と「排気中」のモード
の区別を監視する条件を制御に組み込まなければならな
い。加えて、バーナ毎に点火用のバーナが必要である。
したがって、制御系や配管系の設計や構成が複雑になる
とともに、それらに要する費用も高くなるという問題点
があった。
１組のバーナ（２つのバーナ）に対して２系統の火炎監
視が必要となるうえ、「燃焼中」と「排気中」のモード
の区別を監視する条件を制御に組み込まなければならな
い。加えて、バーナ毎に点火用のバーナが必要である。
したがって、制御系や配管系の設計や構成が複雑になる
とともに、それらに要する費用も高くなるという問題点
があった。
【００１０】そしてまた、燃料噴射ノズル１０２が蓄熱
体１０５に接近して位置しており、高温予熱空気に包ま
れながら燃焼が行われる設計になっているため、その温
度上昇に起因して排出ＮＯｘが高くなるという問題点が
あった。具体的に、蓄熱体１０５による空気の予熱温度
が１０００℃まで上昇すると、排出ＮＯｘが１０００ｐ
ｐｍを越えていた。
体１０５に接近して位置しており、高温予熱空気に包ま
れながら燃焼が行われる設計になっているため、その温
度上昇に起因して排出ＮＯｘが高くなるという問題点が
あった。具体的に、蓄熱体１０５による空気の予熱温度
が１０００℃まで上昇すると、排出ＮＯｘが１０００ｐ
ｐｍを越えていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本考案は上記問題点を解
決するためになされたもので、本願の蓄熱再生式バーナ
は、バーナ本体に、前面に位置させた凹状の一次燃焼タ
イルと、この一次燃焼タイルを挾んで前面に開口した２
つの流路と、これら流路と上記一次燃焼タイルを連絡す
る孔を設け、上記一次燃焼タイルの中央部に燃料噴射ノ
ズルを配置し、上記２つの流路をそれぞれ蓄熱体を有す
る連結管に接続したものである。また、本願の別の形態
の蓄熱再生式バーナシステムは、バーナ本体に、前面に
位置させた凹状の一次燃焼タイルと、この一次燃焼タイ
ルを挾んで前面に開口した２つの流路と、これら流路と
上記一次燃焼タイルを連通する孔を設け、上記一次燃焼
タイルの中央部に燃料噴射ノズルを配置し、上記２つの
流路にそれぞれ蓄熱体を内蔵させたものである。
決するためになされたもので、本願の蓄熱再生式バーナ
は、バーナ本体に、前面に位置させた凹状の一次燃焼タ
イルと、この一次燃焼タイルを挾んで前面に開口した２
つの流路と、これら流路と上記一次燃焼タイルを連絡す
る孔を設け、上記一次燃焼タイルの中央部に燃料噴射ノ
ズルを配置し、上記２つの流路をそれぞれ蓄熱体を有す
る連結管に接続したものである。また、本願の別の形態
の蓄熱再生式バーナシステムは、バーナ本体に、前面に
位置させた凹状の一次燃焼タイルと、この一次燃焼タイ
ルを挾んで前面に開口した２つの流路と、これら流路と
上記一次燃焼タイルを連通する孔を設け、上記一次燃焼
タイルの中央部に燃料噴射ノズルを配置し、上記２つの
流路にそれぞれ蓄熱体を内蔵させたものである。
【００１２】
【作用】上記蓄熱再生式バーナは、燃料噴射ノズルが燃
料供給源に接続される。また、２つの流路はそれぞれ切
換弁を介して燃焼空気供給源と排ガス吸引源に接続され
る。そして、いま一方の流路より燃焼空気を供給し、他
方の流路より炉内排ガスを吸引排出する場合、上記一方
の流路は燃焼空気供給源に接続され、他方の流路が排ガ
ス装置に接続される。これにより、上記燃焼空気供給源
より燃焼空気を供給すると、この燃焼空気は上記一方の
流路より炉内に噴射されるとともに、この流路と一次燃
焼タイルを連絡する孔より燃焼空気が噴射される。その
結果、燃焼噴射ノズルより噴射された燃料は、まず孔か
ら噴射された燃焼空気と一次燃焼タイル内で撹拌混合さ
れて一次燃焼し、続いて流路より直接炉内に噴射された
燃焼空気と混合されて二次燃焼する。一方、他方の流路
より炉内排ガスが排気され、この排ガスの熱が蓄熱体に
回収される。次に、上記蓄熱再生式バーナは、上記一方
の流路より炉内排ガスを排気し、上記他方の流路から燃
焼空気を噴射する状態に切り換えられる。すなわち、そ
れぞれの切換弁を操作して、上記一方の流路は排ガス吸
引源に接続され、上記他方の流路が燃焼空気供給源に接
続される。これにより、上記他方の流路に供給された燃
焼空気は蓄熱体により予熱された後流路と孔より噴射さ
れ、燃料噴射ノズルより噴射された燃料がまず孔から噴
射された燃焼空気と一次燃焼し、続いて流路から噴射さ
れた燃焼空気と二次燃焼する。一方、上記一方の流路か
ら炉内排ガスが排気され、その熱が蓄熱体に回収されて
次に供給される燃焼空気の予熱に利用される。
料供給源に接続される。また、２つの流路はそれぞれ切
換弁を介して燃焼空気供給源と排ガス吸引源に接続され
る。そして、いま一方の流路より燃焼空気を供給し、他
方の流路より炉内排ガスを吸引排出する場合、上記一方
の流路は燃焼空気供給源に接続され、他方の流路が排ガ
ス装置に接続される。これにより、上記燃焼空気供給源
より燃焼空気を供給すると、この燃焼空気は上記一方の
流路より炉内に噴射されるとともに、この流路と一次燃
焼タイルを連絡する孔より燃焼空気が噴射される。その
結果、燃焼噴射ノズルより噴射された燃料は、まず孔か
ら噴射された燃焼空気と一次燃焼タイル内で撹拌混合さ
れて一次燃焼し、続いて流路より直接炉内に噴射された
燃焼空気と混合されて二次燃焼する。一方、他方の流路
より炉内排ガスが排気され、この排ガスの熱が蓄熱体に
回収される。次に、上記蓄熱再生式バーナは、上記一方
の流路より炉内排ガスを排気し、上記他方の流路から燃
焼空気を噴射する状態に切り換えられる。すなわち、そ
れぞれの切換弁を操作して、上記一方の流路は排ガス吸
引源に接続され、上記他方の流路が燃焼空気供給源に接
続される。これにより、上記他方の流路に供給された燃
焼空気は蓄熱体により予熱された後流路と孔より噴射さ
れ、燃料噴射ノズルより噴射された燃料がまず孔から噴
射された燃焼空気と一次燃焼し、続いて流路から噴射さ
れた燃焼空気と二次燃焼する。一方、上記一方の流路か
ら炉内排ガスが排気され、その熱が蓄熱体に回収されて
次に供給される燃焼空気の予熱に利用される。
【００１３】
【実施例】以下、添付図面を参照して本考案にかかる蓄
熱再生式バーナの実施例について説明する。図１，２は
上記蓄熱再生式バーナ１（以下「バーナ１」という。）
を示し、このバーナ１の本体２は周知の耐火物で構成さ
れている。上記本体２の前面（炉内対向部）には凹状の
一次燃焼タイル３が形成され、この一次燃焼タイル３の
ほぼ中央に本体２の後面に通じるノズル挿入孔４が形成
され、このノズル挿入孔４に燃料噴射ノズル７が挿入さ
れている。また、本体２には、一次燃焼タイル３を挟ん
で前面と後面を連絡する流路５ａ，５ｂが形成され、こ
れら流路５ａ，５ｂと一次燃焼タイル３が複数の孔６ａ
…６ａ，６ｂ…６ｂを介して連通されている。そして、
流路５ａ，５ｂには連結管８ａ，８ｂが接続され、この
連結管８ａ，８ｂにセラミックスペレットなどの通気性
の蓄熱体１０ａ，１０ｂをそれぞれ収容した蓄熱器９
ａ，９ｂが設けてある。なお、燃料噴射ノズル７はその
周囲を水冷壁で保護するのが好ましい。また、流路５
ａ，５ｂの吐出口形状は、図２に示す扇状に限らず矩形
としてもよい。
熱再生式バーナの実施例について説明する。図１，２は
上記蓄熱再生式バーナ１（以下「バーナ１」という。）
を示し、このバーナ１の本体２は周知の耐火物で構成さ
れている。上記本体２の前面（炉内対向部）には凹状の
一次燃焼タイル３が形成され、この一次燃焼タイル３の
ほぼ中央に本体２の後面に通じるノズル挿入孔４が形成
され、このノズル挿入孔４に燃料噴射ノズル７が挿入さ
れている。また、本体２には、一次燃焼タイル３を挟ん
で前面と後面を連絡する流路５ａ，５ｂが形成され、こ
れら流路５ａ，５ｂと一次燃焼タイル３が複数の孔６ａ
…６ａ，６ｂ…６ｂを介して連通されている。そして、
流路５ａ，５ｂには連結管８ａ，８ｂが接続され、この
連結管８ａ，８ｂにセラミックスペレットなどの通気性
の蓄熱体１０ａ，１０ｂをそれぞれ収容した蓄熱器９
ａ，９ｂが設けてある。なお、燃料噴射ノズル７はその
周囲を水冷壁で保護するのが好ましい。また、流路５
ａ，５ｂの吐出口形状は、図２に示す扇状に限らず矩形
としてもよい。
【００１４】上記構成を有するバーナ１は、一次燃焼タ
イル３を有する本体２の前面を炉内に向けて炉壁に取り
付けられ、図３に示すように配管が接続される。すなわ
ち、燃料噴射ノズル７は、遮断弁１１と調節弁１２を介
して燃料供給源１３に接続される。流路５ａの連結管８
ａは、切換弁１４ａを介して燃焼空気供給源であるブロ
ア１５に接続されると共に、切換弁１６ａを介して排ガ
ス吸引源であるファン１７、さらに煙突１８に接続され
る。同様に、流路５ｂの連結管８ｂは、切換弁１４ｂを
介してブロア１５に接続されると共に、切換弁１６ｂを
介してファン１７、さらに煙突１８に接続される。
イル３を有する本体２の前面を炉内に向けて炉壁に取り
付けられ、図３に示すように配管が接続される。すなわ
ち、燃料噴射ノズル７は、遮断弁１１と調節弁１２を介
して燃料供給源１３に接続される。流路５ａの連結管８
ａは、切換弁１４ａを介して燃焼空気供給源であるブロ
ア１５に接続されると共に、切換弁１６ａを介して排ガ
ス吸引源であるファン１７、さらに煙突１８に接続され
る。同様に、流路５ｂの連結管８ｂは、切換弁１４ｂを
介してブロア１５に接続されると共に、切換弁１６ｂを
介してファン１７、さらに煙突１８に接続される。
【００１５】上記の通り配管接続されたバーナ１は、外
部制御信号に基づいて、下記する表１の運転モードＭ１
とＭ２を所定時間毎に交互に繰り返して運転される。
部制御信号に基づいて、下記する表１の運転モードＭ１
とＭ２を所定時間毎に交互に繰り返して運転される。
【表１】
【００１６】なお、上記運転モードＭ１，Ｍ２の切換時
間は、蓄熱体１０ａ，１０ｂの蓄熱能力、空気予熱能力
などを考慮して、最も効率的な燃焼が得られるように設
定される。また、燃料系の遮断弁１１はいずれの運転モ
ードにあっても開状態が維持される。ただし、上記遮断
弁１１は、それぞれの運転モードが終了する直前に閉じ
られ、次のモードに移行して燃焼空気が流路５ａ，５ｂ
の吐出口に到達するまで閉状態に維持される。
間は、蓄熱体１０ａ，１０ｂの蓄熱能力、空気予熱能力
などを考慮して、最も効率的な燃焼が得られるように設
定される。また、燃料系の遮断弁１１はいずれの運転モ
ードにあっても開状態が維持される。ただし、上記遮断
弁１１は、それぞれの運転モードが終了する直前に閉じ
られ、次のモードに移行して燃焼空気が流路５ａ，５ｂ
の吐出口に到達するまで閉状態に維持される。
【００１７】バーナ１の燃焼動作について詳細に説明す
る。いま、運転モードＭ１に設定されている場合、燃料
ノズル９には燃料供給源１３より燃料ガスが供給され
る。また、切換弁１４ａ，１６ｂが開状態、切換弁１４
ｂ，１６ａが閉状態に設定され、ブロア１５の駆動に基
づいて燃焼空気が流路５ａに供給され、ファン１７の駆
動に基づいて炉内排ガスが流路５ｂより吸引される。こ
れにより、流路５ａに供給された燃焼空気は炉内に吐出
されるとともに、その一部が一次空気として孔６ａより
一次燃焼タイル３に噴射され、この一次燃焼タイル３に
噴射された燃焼空気が燃料噴射ノズル７から噴射された
燃料ガスに拡散混合されて一次燃焼され、続いて流路５
ａから二次空気として直接炉内に噴射された燃焼空気が
未燃の燃焼ガスに接触混合されて二次燃焼される。すな
わち、燃料ガスは一次空気と二次空気によって２段燃焼
され、ＮＯｘの低減が図られる。一方、流路５ｂから吸
引された炉内排ガスは、蓄熱器９ｂを通過する際に蓄熱
体１０ｂに熱が奪われ、この蓄熱体１０ｂに蓄積された
熱が次の運転モードＭ２の際に燃焼空気の予熱に利用さ
れる。
る。いま、運転モードＭ１に設定されている場合、燃料
ノズル９には燃料供給源１３より燃料ガスが供給され
る。また、切換弁１４ａ，１６ｂが開状態、切換弁１４
ｂ，１６ａが閉状態に設定され、ブロア１５の駆動に基
づいて燃焼空気が流路５ａに供給され、ファン１７の駆
動に基づいて炉内排ガスが流路５ｂより吸引される。こ
れにより、流路５ａに供給された燃焼空気は炉内に吐出
されるとともに、その一部が一次空気として孔６ａより
一次燃焼タイル３に噴射され、この一次燃焼タイル３に
噴射された燃焼空気が燃料噴射ノズル７から噴射された
燃料ガスに拡散混合されて一次燃焼され、続いて流路５
ａから二次空気として直接炉内に噴射された燃焼空気が
未燃の燃焼ガスに接触混合されて二次燃焼される。すな
わち、燃料ガスは一次空気と二次空気によって２段燃焼
され、ＮＯｘの低減が図られる。一方、流路５ｂから吸
引された炉内排ガスは、蓄熱器９ｂを通過する際に蓄熱
体１０ｂに熱が奪われ、この蓄熱体１０ｂに蓄積された
熱が次の運転モードＭ２の際に燃焼空気の予熱に利用さ
れる。
【００１８】次に、運転モードＭ１が終了すると運転モ
ードＭ２に移り、切換弁１４ａ，１６ｂが開状態、切換
弁１４ｂ，１６ａが開状態に切り換えられ、流路５ｂに
燃焼空気が供給され、流路５ａより炉内排ガスが吸引さ
れる。なお、遮断弁１１は、運転モードＭ１が終了する
直前に閉状態に切り換えられて燃料ガスの供給を停止
し、運転モードＭ２に切り換えられて流路５ｂからの燃
焼空気の噴射が開始されると同時に再び開状態に切り換
えられる。この遮断弁１１の開閉動作は、運転モードの
切換に連動して上記タイミングで行われるように、タイ
マで制御するのが好ましい。そして、流路５ｂに供給さ
れた燃焼空気は、まず蓄熱器９ｂを通過する際に蓄熱体
１０ｂに蓄積された熱により予熱され、孔６ｂから一次
空気が一次燃焼タイル３に噴射されて燃焼ガスと拡散混
合されて一次燃焼され、その後流路５ｂから直接炉内に
噴射された二次空気が未燃の燃焼ガスと二次燃焼され
る。また、流路５ａから吸引された炉内排ガスは、蓄熱
器９ａを通過する際に蓄熱体１０ａに熱が奪われ、その
熱が運転モードＭ１の際に燃焼空気の予熱に利用され
る。
ードＭ２に移り、切換弁１４ａ，１６ｂが開状態、切換
弁１４ｂ，１６ａが開状態に切り換えられ、流路５ｂに
燃焼空気が供給され、流路５ａより炉内排ガスが吸引さ
れる。なお、遮断弁１１は、運転モードＭ１が終了する
直前に閉状態に切り換えられて燃料ガスの供給を停止
し、運転モードＭ２に切り換えられて流路５ｂからの燃
焼空気の噴射が開始されると同時に再び開状態に切り換
えられる。この遮断弁１１の開閉動作は、運転モードの
切換に連動して上記タイミングで行われるように、タイ
マで制御するのが好ましい。そして、流路５ｂに供給さ
れた燃焼空気は、まず蓄熱器９ｂを通過する際に蓄熱体
１０ｂに蓄積された熱により予熱され、孔６ｂから一次
空気が一次燃焼タイル３に噴射されて燃焼ガスと拡散混
合されて一次燃焼され、その後流路５ｂから直接炉内に
噴射された二次空気が未燃の燃焼ガスと二次燃焼され
る。また、流路５ａから吸引された炉内排ガスは、蓄熱
器９ａを通過する際に蓄熱体１０ａに熱が奪われ、その
熱が運転モードＭ１の際に燃焼空気の予熱に利用され
る。
【００１９】続いて、運転モードＭ２が終了すると運転
モードＭ１に移る。また、遮断弁１１は、運転モードＭ
２が終了する直前に閉状態に切り換えられて燃料ガスの
供給を停止し、運転モードＭ１に切り換えられて流路５
ａからの燃焼空気の噴射が開始されると同時に再び開状
態に切り換えられる。
モードＭ１に移る。また、遮断弁１１は、運転モードＭ
２が終了する直前に閉状態に切り換えられて燃料ガスの
供給を停止し、運転モードＭ１に切り換えられて流路５
ａからの燃焼空気の噴射が開始されると同時に再び開状
態に切り換えられる。
【００２０】このように、流路５ａまたは５ｂに供給さ
れた燃焼空気の一部が一次燃焼タイル３に供給され、こ
こで燃料ガスと拡散混合されて一次燃焼された後、流路
５ａまたは５ｂから直接噴射された燃焼空気が燃料ガス
と接触混合されて二次燃焼され、２段燃焼形態で燃焼が
継続する。また、燃料ガスと燃焼空気の接触混合面の反
対側では流路に吸引される炉内ガスが火炎に巻き込まれ
混合される。したがって、これらの混合作用によって、
炉内に供給される燃焼空気の温度が炉温（概ね流路５
ａ，５ｂに吸入される排ガスの温度に等しい。）の約９
０％程度（例えば、炉温が１３００℃であれば１１７０
℃）になっても燃焼は緩やかに継続される。また、上記
混合作用によって、良好な低ＮＯｘ性能を得ることがで
きる。なお、一次燃焼タイル３には燃焼排ガスの一部が
流入するが、その流速は孔６ａまたは６ｂから一次燃焼
タイル３へ噴射される燃焼空気の流速に比べて格段と低
速であり、燃料ガスはすべて燃焼空気に誘引されて炉内
に向かい、孔６ａまたは６ｂを介して流路５ａまたは５
ｂに侵入することはない。
れた燃焼空気の一部が一次燃焼タイル３に供給され、こ
こで燃料ガスと拡散混合されて一次燃焼された後、流路
５ａまたは５ｂから直接噴射された燃焼空気が燃料ガス
と接触混合されて二次燃焼され、２段燃焼形態で燃焼が
継続する。また、燃料ガスと燃焼空気の接触混合面の反
対側では流路に吸引される炉内ガスが火炎に巻き込まれ
混合される。したがって、これらの混合作用によって、
炉内に供給される燃焼空気の温度が炉温（概ね流路５
ａ，５ｂに吸入される排ガスの温度に等しい。）の約９
０％程度（例えば、炉温が１３００℃であれば１１７０
℃）になっても燃焼は緩やかに継続される。また、上記
混合作用によって、良好な低ＮＯｘ性能を得ることがで
きる。なお、一次燃焼タイル３には燃焼排ガスの一部が
流入するが、その流速は孔６ａまたは６ｂから一次燃焼
タイル３へ噴射される燃焼空気の流速に比べて格段と低
速であり、燃料ガスはすべて燃焼空気に誘引されて炉内
に向かい、孔６ａまたは６ｂを介して流路５ａまたは５
ｂに侵入することはない。
【００２１】図４，５は別の形態の蓄熱再生式バーナシ
ステムを示す。このバーナシステムでは、蓄熱体１０
ａ，１０ｂが流路５ａ，５ｂにそれぞれ内蔵されてい
る。したがって、ここでは第１実施例に示した連結管８
ａ，８ｂが不要となる。それ以外の構成は第１実施例と
同一であるので説明を省略する。
ステムを示す。このバーナシステムでは、蓄熱体１０
ａ，１０ｂが流路５ａ，５ｂにそれぞれ内蔵されてい
る。したがって、ここでは第１実施例に示した連結管８
ａ，８ｂが不要となる。それ以外の構成は第１実施例と
同一であるので説明を省略する。
【００２２】上記蓄熱式燃焼装置をウォーキングビーム
式加熱炉に適用した例を図６に示す。この図に示すウォ
ーキングビーム式加熱炉２５では、炉床壁２６を貫通す
る複数の可動ポスト２７と、これら可動ポスト２７を連
結したスキッドパイプ２８でウォーキングビーム２９が
構成されており、上記可動ポスト２７が矢印Ｘで示す矩
形運動を行うことにより加熱材料Ｍが矢印Ｙ方向に搬送
される。また、上記ウォーキングビーム式加熱炉２５で
は、炉側壁３０と、天井壁３１の一部を下方に折り曲げ
て形成された材料搬送方向とほぼ鉛直をなす垂直壁３２
とに、上記バーナ１が取り付けられている。したがっ
て、このウォーキングビーム式加熱炉２５では、炉内で
形成される火炎は熱放散したのちバーナ１の流路に還流
される。したがって、燃焼排ガスが炉の出口に向かって
一様に流動するようにした従来のウォーキングビーム式
加熱炉に比べて、熱風ダクトや排ガスダクトを特別に設
ける必要がなく、スペースの効率化、コストの低減を図
ることができる。同様の効果が、加熱炉２５の下部帯の
側壁にバーナ１を取付けた場合にも得られる。
式加熱炉に適用した例を図６に示す。この図に示すウォ
ーキングビーム式加熱炉２５では、炉床壁２６を貫通す
る複数の可動ポスト２７と、これら可動ポスト２７を連
結したスキッドパイプ２８でウォーキングビーム２９が
構成されており、上記可動ポスト２７が矢印Ｘで示す矩
形運動を行うことにより加熱材料Ｍが矢印Ｙ方向に搬送
される。また、上記ウォーキングビーム式加熱炉２５で
は、炉側壁３０と、天井壁３１の一部を下方に折り曲げ
て形成された材料搬送方向とほぼ鉛直をなす垂直壁３２
とに、上記バーナ１が取り付けられている。したがっ
て、このウォーキングビーム式加熱炉２５では、炉内で
形成される火炎は熱放散したのちバーナ１の流路に還流
される。したがって、燃焼排ガスが炉の出口に向かって
一様に流動するようにした従来のウォーキングビーム式
加熱炉に比べて、熱風ダクトや排ガスダクトを特別に設
ける必要がなく、スペースの効率化、コストの低減を図
ることができる。同様の効果が、加熱炉２５の下部帯の
側壁にバーナ１を取付けた場合にも得られる。
【００２３】
【考案の効果】以上の説明で明らかなように、本考案に
かかる蓄熱再生式バーナは、一台で同時に燃焼用空気の
供給と排ガスの排気を行うことができるので、所定の入
熱を確保するために必要なバーナの台数が従来の蓄熱バ
ーナに比べて半減するとともに、それによって炉の所要
スペースが減少し、炉への入熱密度が高くなる。
かかる蓄熱再生式バーナは、一台で同時に燃焼用空気の
供給と排ガスの排気を行うことができるので、所定の入
熱を確保するために必要なバーナの台数が従来の蓄熱バ
ーナに比べて半減するとともに、それによって炉の所要
スペースが減少し、炉への入熱密度が高くなる。
【００２４】また、従来の２台１組で使用される蓄熱バ
ーナでは、開閉を繰り返す切換弁が、各組毎に燃料系に
２個、燃焼用空気供給系に２個、さらに排ガス系に２
個、合計６個必要であった。しかし、本願のバーナで
は、燃料供給系に切換弁が１個、燃焼用空気供給系と排
ガス系にそれぞれ２個、合計５個で足りる。したがっ
て、配管と制御系が簡素化され、切換弁の誤動作に起因
する事故の発生率が著しく低くなり、長期の使用に対し
ても安全性、信頼性が高くなる。
ーナでは、開閉を繰り返す切換弁が、各組毎に燃料系に
２個、燃焼用空気供給系に２個、さらに排ガス系に２
個、合計６個必要であった。しかし、本願のバーナで
は、燃料供給系に切換弁が１個、燃焼用空気供給系と排
ガス系にそれぞれ２個、合計５個で足りる。したがっ
て、配管と制御系が簡素化され、切換弁の誤動作に起因
する事故の発生率が著しく低くなり、長期の使用に対し
ても安全性、信頼性が高くなる。
【００２５】さらに、流路と燃料ガスの供給経路が完全
に分離されているので、燃焼用空気や排ガスの切換弁が
誤動作したり、燃料の漏洩があっても、燃料が排ガスラ
インに逆流して爆発するということもなく、安全性が向
上する。
に分離されているので、燃焼用空気や排ガスの切換弁が
誤動作したり、燃料の漏洩があっても、燃料が排ガスラ
インに逆流して爆発するということもなく、安全性が向
上する。
【００２６】さらにまた、従来の蓄熱バーナでは、２台
１組の蓄熱バーナに２つの火炎監視装置が必要であった
が、本考案のバーナでは、台数の減少した分だけ火炎監
視装置が不要となる。
１組の蓄熱バーナに２つの火炎監視装置が必要であった
が、本考案のバーナでは、台数の減少した分だけ火炎監
視装置が不要となる。
【００２７】そしてまた、一次燃焼タイルに噴射される
燃焼空気と流路から噴射される燃焼空気によって２段燃
焼の形態で燃焼が継続されるとともに、火炎近傍で高温
排ガスが吸入され、この吸入排ガスが火炎および燃焼用
空気に混合されるので、これらの混合作用によって、炉
内に供給される燃焼用空気の温度が高くなっても適正な
火炎温度が維持され、低ＮＯｘ性能を確保することがで
きる。
燃焼空気と流路から噴射される燃焼空気によって２段燃
焼の形態で燃焼が継続されるとともに、火炎近傍で高温
排ガスが吸入され、この吸入排ガスが火炎および燃焼用
空気に混合されるので、これらの混合作用によって、炉
内に供給される燃焼用空気の温度が高くなっても適正な
火炎温度が維持され、低ＮＯｘ性能を確保することがで
きる。
【図１】 蓄熱再生式バーナの縦断面図である。
【図２】 蓄熱再生式バーナの正面図である。
【図３】 蓄熱再生式バーナの配管図である。
【図４】 ウォーキングビーム式加熱炉の部分断面図で
ある。
ある。
【図５】 他の実施例に係る畜熱再生式バーナの縦断面
図である。
図である。
【図６】 他の実施例に係る畜熱再生式バーナの正面図
である。
である。
【図７】 従来の蓄熱バーナの縦断面図である。
【図８】 従来の蓄熱バーナの配管図である。
１…バーナ、２…バーナ本体、３…一次燃焼タイル、５
ａ，５ｂ…流路、６ａ，６ｂ…孔、７…燃料噴射ノズ
ル、８ａ，８ｂ…連結管、９ａ，９ｂ…蓄熱器、１０
ａ，１０ｂ…蓄熱体。
ａ，５ｂ…流路、６ａ，６ｂ…孔、７…燃料噴射ノズ
ル、８ａ，８ｂ…連結管、９ａ，９ｂ…蓄熱器、１０
ａ，１０ｂ…蓄熱体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 嶋田 利生 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−11121（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−256423（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−222102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−75815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−159622（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 バーナ本体に、前面に位置させた凹状の
一次燃焼タイルと、この一次燃焼タイルを挾んで前面に
開口した２つの流路と、これら流路と上記一次燃焼タイ
ルを連通する孔を設け、上記一次燃焼タイルの中央部に
燃料噴射ノズルを配置し、上記２つの流路をそれぞれ蓄
熱体を有する連結管に接続したことを特徴とする蓄熱再
生式バーナ。 - 【請求項２】 バーナ本体に、前面に位置させた凹状の
一次燃焼タイルと、この一次燃焼タイルを挾んで前面に
開口した２つの流路と、これら流路と上記一次燃焼タイ
ルを連通する孔を設け、上記一次燃焼タイルの中央部に
燃料噴射ノズルを配置し、上記２つの流路にそれぞれ蓄
熱体を内蔵させたことを特徴とする蓄熱再生式バーナ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992082494U JP2571556Y2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 蓄熱再生式バーナ |
| TW082109935A TW249837B (en) | 1992-11-30 | 1993-11-25 | Waste-heat-recycling-type burner |
| KR1019930025802A KR0157335B1 (ko) | 1992-11-30 | 1993-11-30 | 축열재생식 버어너 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992082494U JP2571556Y2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 蓄熱再生式バーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0646138U JPH0646138U (ja) | 1994-06-24 |
| JP2571556Y2 true JP2571556Y2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=13776051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992082494U Expired - Lifetime JP2571556Y2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 蓄熱再生式バーナ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571556Y2 (ja) |
| KR (1) | KR0157335B1 (ja) |
| TW (1) | TW249837B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3960444B2 (ja) * | 1998-08-28 | 2007-08-15 | 東京瓦斯株式会社 | 蓄熱燃焼装置 |
| KR100481369B1 (ko) * | 2000-03-13 | 2005-04-07 | 주식회사 포스코 | 축열식 버너장치 |
| KR100583818B1 (ko) * | 2004-09-30 | 2006-05-26 | 한국에너지기술연구원 | 단일 헤드형 자기 축열 버너 |
| JP5752156B2 (ja) * | 2013-01-29 | 2015-07-22 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼装置の燃焼制御方法 |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP1992082494U patent/JP2571556Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-11-25 TW TW082109935A patent/TW249837B/zh not_active IP Right Cessation
- 1993-11-30 KR KR1019930025802A patent/KR0157335B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0646138U (ja) | 1994-06-24 |
| KR940011852A (ko) | 1994-06-22 |
| TW249837B (en) | 1995-06-21 |
| KR0157335B1 (ko) | 1998-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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