JP3503906B2 - 半間接加熱式溶融炉 - Google Patents

半間接加熱式溶融炉

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JP3503906B2 JP25877193A JP25877193A JP3503906B2 JP 3503906 B2 JP3503906 B2 JP 3503906B2 JP 25877193 A JP25877193 A JP 25877193A JP 25877193 A JP25877193 A JP 25877193A JP 3503906 B2 JP3503906 B2 JP 3503906B2
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  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
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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、アルミニウム、亜鉛等
の溶解炉として、あるいは清掃工場で発生する焼却灰を
溶融する炉として適用可能な半間接加熱式溶融炉に関す
るものである。 【0002】 【従来の技術】近年、蓄熱層と一体化した二つのバーナ
により構成したリジェネレイティブシステム1(図2参
照)が提案されている。かかるリジェネレイティブシス
テム1は、二つのバーナ2、3を数十秒間隔で切り換え
燃焼させ、炉4内に均一な温度分布を形成すると共に、
蓄熱層5によって排熱を回収し、燃焼用空気を予熱する
ように動作するものである。すなわち、リジェネレイテ
ィブシステム1では、一方のバーナ2を数十秒間炉4内
において燃焼させ、その燃焼ガスを他方のバーナ3側の
蓄熱層5を介して排気するようにし、これによって蓄熱
層5は加熱され、他方のバーナ3に燃焼が切り替わった
ときは、燃焼用空気を前記加熱された蓄熱層5を通過さ
せて高温まで予熱し、他方のバーナ3に供給して燃焼さ
せるようにしている。このような燃焼動作が繰り返し実
行されることにより、炉4内において溶融対象物の溶融
を行っている。 【0003】以上のようなリジェネレイティブシステム
1によれば、 高効率加熱ができ、有効熱量75%以上の省エネルギ
ーを達成することができる。 蓄熱層5とバーナ2、3を一体化した構造であるの
で、全体のコンパクト化が可能である。 二つのバーナ2、3による切り換え燃焼のため、均一
な炉内の温度分布を実現することができる。 蓄熱層5にアルミナの小片を使用するようにすると、
フィルタ機能により塵埃をも除去することができる。 簡単な改造で従来の工業炉に設置することができる。 排気温度が低く煙道は通常の軟鋼で充分である。とい
う効果を奏することができる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
リジェネレイティブシステム1では、炉内の燃焼ガスの
ほとんどは蓄熱層5を通過して排出されるので、アルミ
溶解炉、焼却灰溶融炉等のように炉内燃焼ガス中に多量
のダスト、フラックス、低沸点物質が含まれる場合、排
気が蓄熱層5を通過する際ダストが捕捉されたり、低沸
点物質が再凝縮することによって、蓄熱層5がいわゆる
目づまりを起こし、排気が困難となってしまうおそれが
ある。そのために短い周期で蓄熱層5の清掃、メインテ
ナンスが必要となってくる。本発明は、このような不都
合を改善するためになされたものであって、燃焼室と溶
融室の間に隙間を有する仕切壁を設置して燃焼を行わせ
て、溶融対象物を溶融させるようにした半間接加熱式溶
融炉を提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、二つのバーナを一対として一対また
は複数対を炉内に火炎を形成するように装着すると共
に、これらバーナにそれぞれ蓄熱層を配して所定時間毎
に交互に燃焼させる構成とし、燃焼させるバーナに蓄熱
層を介して燃焼用空気を供給する一方、その燃焼ガスを
他方のバーナの蓄熱層を介して排気させるようにし、前
記炉に仕切壁を設けて燃焼室と溶融室とに分割し、この
仕切壁に複数の隙間を形成し、前記溶融室に補助煙道を
設け、前記仕切壁の隙間から燃焼室で発生した燃焼ガス
の一部を、溶融室へリークさせ、補助煙道から排出する
構成とすることを特徴とする。 【0006】 【作用】バーナの燃焼ガスは、常に燃焼室から仕切壁の
隙間を透過して溶融室へ流れ込む状態となる。従って、
溶融室で発生するダスト、低沸点物質は燃焼室へは流入
せず、補助煙道から排出される。そのため、蓄熱層はク
リーンな燃焼排気のみが通過し、蓄熱層は汚染、目づま
りを起こしにくくなり、頻繁な清掃、メインテナンスは
不要となる。その場合、補助煙道からの排気量はわずか
であるため、排気処理設備は小型のもので充分である。 【0007】 【実施例】次に、本発明にかかる半間接加熱式溶融炉に
ついて、一実施例を挙げ、以下詳細に説明する。図1に
半間接加熱式溶融炉10を示し、この半間接加熱式溶融
炉10は、アルミニウム、亜鉛等の溶解炉として、ある
いは清掃工場で発生する焼却灰を溶融するためのもので
あり、炉11に二つのバーナ12、13を、互いに対向
するように装着したものである。前記二つのバーナ1
2、13は、それぞれ蓄熱層14と一体化したもので、
空気導入管15と燃焼ガスの排気管16を設け、空気導
入管15に空気バルブ17を設けて空気導入管15を介
して燃焼用空気を取り入れ、蓄熱層14を通ってバーナ
12に至る燃焼用空気経路を形成する一方、排気管16
に排気バルブ18を設けて、炉11内において燃焼した
燃焼ガスを蓄熱層14を通過させて排気管16から排気
する排気経路を形成し、これを交互に切り換える構成と
なっている。すなわち、前記二つのバーナ12、13に
おいて、交互に空気バルブ17および排気バルブ18を
切り換えて、燃焼用空気経路または排気経路を形成し、
二つのバーナ12、13を所定時間毎(数十秒間隔)に
交互に切り換え燃焼させる構成である。前記炉11に
は、対向する炉壁に前記二つのバーナ12、13のため
の火炎形成口19、20が設けられ、火炎が噴射される
空間を燃焼室21とし、図中炉11の下部側を溶融対象
物を溶融させる溶融室22としている。これら燃焼室2
1と溶融室22とは、炉11内に形成した仕切壁23に
よって仕切られており、仕切壁23には、一面に複数の
隙間24が形成されている。さらに、前記溶融室22に
は、燃焼排気の一部と共に溶融室22にて発生するダス
ト、低沸点物質等の副産物を排出するための補助煙道2
5が形成される。以上のような構成により、二つのバー
ナ12、13を交互に繰返し燃焼させることにより、炉
11内に均一な温度分布を形成すると共に、蓄熱層14
によって排熱を回収し、燃焼用空気を予熱するように動
作させ、仕切壁23の隙間24から燃焼室21で発生し
た燃焼ガスの一部を、溶融室22へリークさせ、補助煙
道25から排出するようにしたものである。なお、前記
仕切壁23の隙間24は、スリット状のものでも、ホー
ル状のものでも、他の形状のものでもよい。 【0008】本発明にかかる半間接加熱式溶融炉10は
以上の通りであり、以下に半間接加熱式溶融炉10の動
作手順を説明する。当初、バーナ12を燃焼させると
き、バーナ12側の空気導入管15の空気バルブ17を
開き、排気管16における排気バルブ18を閉じる。こ
のとき、もう一方のバーナ13側の空気導入管15の空
気バルブ17を閉じる一方、排気管16における排気バ
ルブ18を開ける。バーナ12側の空気導入管15か
ら、燃焼用空気を取り入れ、蓄熱層14を通ってバーナ
12に至り、バーナ12に導入された燃料ガスと混合さ
せて燃焼させ、火炎を、炉11の火炎形成口19から燃
焼室21に向かって形成することができる。燃焼ガス
は、対向するバーナ13側の炉11の火炎形成口20か
ら蓄熱層14を通って排気管16を介し、外に排気され
る。このとき、蓄熱層14は、高温の燃焼ガスにさらさ
れるので、燃焼ガスの顕熱は蓄熱層14に蓄熱される。
また、燃焼室21における燃焼ガスの一部は、仕切壁2
3の隙間24から溶融室22へ侵入し、そして補助煙道
25から排出される。 【0009】数十秒間バーナ12の燃焼が実行される
と、バーナ13の燃焼に切り換えられる。今度は、バー
ナ13側の空気導入管15の空気バルブ17を開き、排
気管16における排気バルブ18を閉じ、バーナ12側
の空気導入管15の空気バルブ17は閉じられ、排気管
16における排気バルブ18が開放される。前記バーナ
13側の蓄熱層14には、前述のバーナ12の燃焼によ
る排ガスの顕熱が蓄熱されているので、空気導入管15
を介して導入した燃焼用空気は、前記蓄熱層14を通過
する際、予熱され、高温の空気となってバーナ13に至
る。そして、同様に数十秒間バーナ13の燃焼が実行さ
れ、火炎が、炉11の火炎形成口20から燃焼室21に
向かって形成される。また、燃焼ガスは、同様に、対向
するバーナ12側の炉11の火炎形成口19から蓄熱層
14を通って排気管16を介し、外に排気される一方、
一部は仕切壁23の隙間24から溶融室22へ侵入し、
そして補助煙道25から排出される。この場合も、蓄熱
層14には、燃焼ガスの顕熱が蓄熱される。 【0010】以上のような二つのバーナ12、13を交
互に繰返し燃焼させることにより、炉11内に均一な温
度分布を形成することができ、蓄熱層14によって顕熱
を回収し、燃焼用空気を予熱するように動作するので、
熱効率が高く、省エネルギーが実現できる。また、以前
のように、燃焼ガスを全て燃焼をしてないバーナ側の蓄
熱層14を通過させるのでなく、仕切壁23の隙間24
から燃焼室21で発生した燃焼ガスの一部を、溶融室2
2へリークさせ、補助煙道25から排出するようにする
ため、隙間24を透過する燃焼ガスの流れは、常に燃焼
室21から溶融室22への流れとなる。従って、溶融室
22で発生するダスト、低沸点物質は燃焼室21へは流
入せず、補助煙道25から排出することができる。その
ため、蓄熱層14はクリーンな燃焼排気のみが通過し、
蓄熱層14は汚染、目づまりを起こしにくくなり、頻繁
な清掃、メインテナンスは不要である。その場合、補助
煙道25からの排気量はわずかであるため、排気処理設
備は小型のもので充分となる。 【0011】 【発明の効果】以上、本発明によれば、以前のように、
燃焼ガスを全て燃焼をしてないバーナ側の蓄熱層を通過
させるのでなく、仕切壁の隙間から燃焼室で発生した燃
焼ガスの一部を、溶融室へリークさせ、補助煙道から排
出するようにするため、燃焼ガスの流れは、常に燃焼室
から溶融室への流れとなる。従って、溶融室で発生する
ダスト、低沸点物質は燃焼室へは流入せず、補助煙道か
ら排出され、そのため、蓄熱層はクリーンな燃焼排気の
みが通過し、蓄熱層は汚染、目づまりを起こしにくくな
り、頻繁な清掃、メインテナンスは不要となる。その場
合、補助煙道からの排気量はわずかであるため、排気処
理設備は小型のもので充分である。 【0012】
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明にかかる半間接加熱式溶融炉の一例を示
す系統説明図である。 【図2】従来における直火加熱式溶融炉の一例を示す系
統説明図である。 【符号の説明】 10 半間接加熱式溶融炉 11 炉 12、13 バーナ 14 蓄熱層 15 空気導入管 16 排気管 17 空気バルブ 18 排気バルブ 19、20 火炎形成口 21 燃焼室 22 溶融室 23 仕切壁 24 隙間 25 補助煙道

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 二つのバーナを一対として一対または
    複数対を炉内に火炎を形成するように装着すると共に、
    これらバーナにそれぞれ蓄熱層を配して所定時間毎に交
    互に燃焼させる構成とし、燃焼させるバーナに蓄熱層を
    介して燃焼用空気を供給する一方、その燃焼ガスを他方
    のバーナの蓄熱層を介して排気させるようにし、前記炉
    に仕切壁を設けて燃焼室と溶融室とに分割し、この仕切
    壁に複数の隙間を形成し、前記溶融室に補助煙道を設
    け、前記仕切壁の隙間から燃焼室で発生した燃焼ガスの
    一部を、溶融室へリークさせ、補助煙道から排出する構
    成とすることを特徴とする半間接加熱式溶融炉。
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