JP3000834B2 - 蓄熱式バーナ - Google Patents

蓄熱式バーナ

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JP3000834B2
JP3000834B2 JP5263293A JP26329393A JP3000834B2 JP 3000834 B2 JP3000834 B2 JP 3000834B2 JP 5263293 A JP5263293 A JP 5263293A JP 26329393 A JP26329393 A JP 26329393A JP 3000834 B2 JP3000834 B2 JP 3000834B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排熱回収手段として蓄
熱体を用いた蓄熱式バーナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱間加工される鋼材は、通常加熱炉で1
250〜1300℃程度の温度に加熱された後で加工に
供される。鋼材が加熱されると、鋼材表面にスケールが
生成されるが、このスケールが剥離し破砕されてできた
スケールの小さな粒子は、加熱炉内を浮遊し、蓄熱式バ
ーナの耐火物や蓄熱体に容易に付着する。
【0003】FeO、Fe3 4 およびFe2 3 から
なる高融点(1350〜1390℃)のスケールの粒子
が耐火物等に付着するのは、炉内にはスケールの他に、
SiO2 およびCa等の耐火物から剥離した粒子が同じ
ように浮遊しており、スケールがこれらの物と反応して
低融点物質を形成したり、スケールがSiO2 、Ca等
の成分を含む耐火物や蓄熱体と反応し低融点物質を形成
するからである。 スケールの付着は間断なく行われる
ので、そのままにしておくとバーナー用の耐火物や蓄熱
体を閉塞させることになる。
【0004】このような問題に対処するための従来の技
術としては、US 4,944,670号公報(SELF-CLEANING BURN
ER)に開示された技術がある。この技術に基づくスケー
ル付着物の処理方法は、蓄熱体に加熱機能を付加して、
蓄熱体を付着物の凝固点以上に加熱して、付着物を溶解
させて流し取るというものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たUS 4,944,670号公報に開示された技術には、次のよう
な問題点があった。すなわち、蓄熱体に付着した付着物
を簡単に流しさることができるという点は評価できる
が、この方法では蓄熱体出側の排ガス温度が、ほぼ炉温
と同じ程度まで上昇するので、以降の排ガスダクトや排
ガスダクトの途中に設けられている切替弁およびくせ取
り弁、さらには煙突が高温排ガスにより損傷されるとい
う問題点があった。また、損傷されないように耐火物で
ライニングしようとすると、設備費が莫大なものとなる
という問題点があった。
【0006】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、少ない設備費
で蓄熱体へのスケールの付着を防止することのできる蓄
熱式バーナを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、蓄熱体を有
し、燃焼時には燃料、空気又はこれらの混合体を該蓄熱
体を通してバ−ナ口に供給し、非燃焼時には該バ−ナ口
から吸引した燃焼排ガスを蓄熱体に通して蓄熱を行う蓄
熱式バ−ナにおいて、前記バ−ナ口から前記蓄熱体の間
の燃焼排ガス流路に、排ガス冷却用流体噴射装置と、ダ
スト捕集器がこの順に設けられていることを特徴とする
蓄熱式バ−ナにより達成される。
【0008】
【作用】この発明に係る蓄熱式バーナにより、燃焼排ガ
スの保有する顕熱を熱回収する際には、蓄熱体よりバー
ナ口に近い位置に設けられたダスト捕集器によりダスト
が捕集されるので、蓄熱器へのスケールの付着が防止さ
れる。また、ダスト捕集器よりバーナ口に近い位置に設
けられた排ガス冷却用流体噴射装置から排ガス冷却用流
体を噴射して、バーナ本管に流入してきた排ガスを冷却
する。このときの冷却は、排ガス温度が排ガス中に含ま
れる前記スケールと耐火物が反応してできた生成物の融
点以下となるように行うことにより、ダストがダスト排
出管等に付着することなく容易に排出される。
【0009】
【実施例】
実施例1 本発明の第一の実施例の蓄熱式バーナを、図1(a)お
よび図1(b)により説明する。図1(a)は本発明の
第一の実施例の蓄熱式バーナの模式図、図1(b)は図
1(a)のA−A矢視図である。蓄熱式バーナユニット
1の本管2は、耐火断熱材23で被覆され、加熱炉21の炉
壁22に装着されている。バーナ本管2の入口には、排ガ
ス冷却用流体噴射装置として、高圧水を噴出するための
冷却水ヘッダー3が配置され、冷却水ヘッダー3から複
数の噴射ノズル4を通して、冷却水がバーナ本管2内に
向けて噴射できるようになっている。
【0010】冷却水ヘッダー3の後方には燃料ノズルヘ
ッダー5が配置されており、燃焼時には燃料を噴射し、
バーナ本管2から送られてくる燃焼用空気により燃焼ガ
スを発生させるようにしている。
【0011】燃料ノズルヘッダー5を過ぎると、バーナ
本管2は排ガスの流れ方向(矢印で示す)に沿って徐々
に細くなり、先端部にはサイクロン式ダスト捕集器6が
設けられている。
【0012】バーナ本管2の下流側上方には、バーナ本
管2の排ガスの流れに対して直角に排ガスが流れるハニ
カム式の蓄熱体7が配置してあり、蓄熱体7の入口側は
ダスト捕集器6と連結されている。
【0013】そして、蓄熱体7の上方には、蓄熱体7の
出口と連結されている排ガスダクト8配置されており、
排ガスダクト8に接続した排気ファン(図示せず)によ
り、熱交換した後の排ガスが排出される。また、排ガス
ダクト8には切替弁が設けられており、切替弁の切替に
より、燃焼用空気をこの排ガスダクト8を通してバーナ
本管2に送り込むことができる。
【0014】ダスト捕集器6の下方には、ダスト捕集器
6で捕集したダスト9を溜めるダスト溜り10が設けられ
ており、ダストが一定量溜まると、ダスト溜り10の下端
に設けた取出し口10aを開いて、ダストを排出する。
【0015】上述した燃焼式バーナユニット1を使用し
て、排ガスの保有する顕熱を熱回収する場合には、燃焼
停止状態にあるバーナ本管2に前記排気ファンにより、
炉内の燃焼排ガスを吸引する。バーナ本管2内に吸引さ
れた排ガスは、冷却水ヘッダー3の複数の噴射ノズル4
から噴射される高圧水により、排ガス中に含まれるダス
トの融点(1100℃程度)以下に冷却される。
【0016】そして、1100℃程度以下の温度になった排
ガスはダスト捕集器6に入り、排ガス中のダスト9が捕
集され、捕集されたダスト9はダスト溜り10に堆積す
る。ダスト溜り10に堆積したダスト9は、ダストの融点
(1100℃程度)以下に冷却されているので、ダスト9が
ダスト溜り10に付着して排出が困難になるということは
ない。
【0017】一方、ダスト9が除去された排ガスは蓄熱
体7に入り、蓄熱体7に熱を奪われ低温となって排ガス
ダクト8を通って排出される。このように、蓄熱体7を
通過する排ガスにはダスト9が極めて微量にしか含まれ
ないので、蓄熱体7がダストで詰まるということはな
い。
【0018】実施例2 本発明の第二の実施例の蓄熱式バーナを、図2(a)お
よび図2(b)により説明する。図2(a)は本発明の
第一の実施例の蓄熱式バーナの模式図、図2(b)は図
2(a)のB−B矢視図である。なお、図2において
は、図1と同じ部分には、図1で使用したのと同じ符号
を付し、その説明は省略する。
【0019】この蓄熱式バーナユニット11の場合、バー
ナ本管12はその全長がほぼ同径に作られており、自由端
にはダスト取出し口12aが設けられている。バーナ本管
12の自由端の手前上方には、排ガスの流れがバーナ本管
12の流れと直交方向に流れる急拡大部13が設けられてい
る。この急拡大部13の径はバーナ本管12の径よりも大き
くなっている。そして、急拡大部13の下流側に蓄熱体7
が配置されている。
【0020】上述した燃焼式バーナユニット11を使用し
て、排ガスの保有する顕熱を熱回収する場合には、燃焼
停止状態にあるバーナ本管12に前記排気ファンにより、
炉内の燃焼排ガスを吸引する。バーナ本管12内に吸引さ
れた排ガスは、冷却水ヘッダー3の複数の噴射ノズル4
から噴射される高圧水により、排ガス中に含まれるダス
トの融点(1100℃程度)以下に冷却される。
【0021】そして、1100℃程度以下の温度になった排
ガスは急拡大部13に入るが、この急拡大部13において、
排ガスの速度が大幅に低下するため、上方に向かおうと
した排ガス中のダスト9は重力に打ち勝てず、落下して
バーナ本管12の底部に堆積する。堆積したダスト9
は、ダストの融点(1100℃程度)以下に冷却されている
ので、ダスト9がバーナ本管12に付着して排出が困難に
なるということはない。
【0022】一方、ダスト9が除去された排ガスは蓄熱
体7に入り、蓄熱体7に熱を奪われ低温となって排ガス
ダクト8を通って排出される。このように、蓄熱体7を
通過する排ガスにはダスト9が極めて微量にしか含まれ
ないので、蓄熱体7がダストで詰まるということはな
い。
【0023】上記の説明では、蓄熱体にセラミック等を
使用したハニカム式を使用した例で説明したが、蓄熱体
にボール状あるいは礫状のものを使用してもよい。ま
た、蓄熱体の材料として、セラミックのみならずペレッ
ト、アルミナ、耐熱金属からなるもの等を使用してもよ
い。さらには、排ガス冷却用流体は水以外にも冷却能力
のある気体を使用してもよい。
【0024】
【発明の効果】この発明により、蓄熱式バーナの蓄熱体
がダストで詰まることはなく、かつ捕集したダストがダ
スト溜まりやバーナ本管に付着して、ダストの除去を困
難にすることもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第一の実施例の蓄熱式バーナ
の模式図、(b)は(a)のA−A矢視図である。
【図2】(a)は本発明の第二の実施例の蓄熱式バーナ
の模式図、(b)は(a)のB−B矢視図である。
【符号の説明】
1 蓄熱式バーナユニット 2 バーナ本管 3 冷却水ヘッダー 4 噴射ノズル 6 サイクロン式ダスト捕集器 7 蓄熱体

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄熱体を有し、燃焼時には燃料、空気又
    はこれらの混合体を蓄熱体を通してバ−ナ口に供給
    し、非燃焼時にはバ−ナ口から吸引した燃焼排ガスを
    蓄熱体に通して蓄熱を行う蓄熱式バ−ナにおいて、前記
    バ−ナ口から前記蓄熱体の間の燃焼排ガス流路に、排ガ
    ス冷却用流体噴射装置と、ダスト捕集器がこの順に設け
    られていることを特徴とする蓄熱式バ−ナ。
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