JP3611770B2

JP3611770B2 - Regenerative burner

Info

Publication number: JP3611770B2
Application number: JP2000051474A
Authority: JP
Inventors: 靖夫廣瀬
Original assignee: 広瀬靖夫; 株式会社東興
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001241646A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガスからの熱を利用して燃焼用空気を加熱する蓄熱式バーナ、特に、ダストの処理が容易な蓄熱式バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の工業炉は、省エネルギーを図る上から、燃焼した後の排ガスの熱を利用して燃焼用空気を加熱する蓄熱式バーナが使用されている（例えば、特開平７−１１３，５０９号、特開平８−１６６，１２３号及び特開平１０−１２２，５５２号公報等参照）。
【０００３】
この蓄熱式バーナは、概して、炉の燃焼室内に導入する燃焼用空気と、炉の燃焼室内で燃焼した後の排ガスとを交互に、耐熱性材料により構成され通気性のある蓄熱体を通って流すことにより、当該蓄熱体により燃焼用空気と排ガスとを熱交換し、燃焼室内には加熱された燃焼用空気が導入されるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、連続燃焼と１３００℃以上の高温炉とか、炉内に灰や鉄粉等のダストが多く存在している過酷な炉では、永年使用していると、多数の小孔が設けられている固定されたセラミックボール蓄熱体やハニカム状蓄熱体では、ダスト等が付着し、この処理が面倒となるのみでなく、省エネルギーを図ることが極めて困難となる。
【０００５】
具体的には、鉄鋼用のスラブの加熱炉、アルミニュームの溶解タンク炉、灰融解ゴミ焼却炉、あるいはダイオキシン対策や灰中の有害重金属の溶質を防ぐために灰融解だけを目的とした炉（これらを「加熱炉」と略称する）では、前記した問題が極めて顕著である。
【０００６】
また、いわゆるペレット状の蓄熱体を使用した場合は、ペレットに付着したダスト等を篩により比較的簡単に処理できるが、蓄熱式バーナの運転を長時間にわたり中断しなければならない。
【０００７】
さらに、前記特開平１０−１２２，５５２号公報に開示されているように、ペレット状蓄熱体を連続して出し入れすれば、バーナ運転の中断はないが、ダスト等の処理のために装置全体が大型化し、コスト的にも高くなるという不具合もある。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術に伴う課題を解決するためになされたもので、過酷な炉等に使用される蓄熱式バーナであっても、運転を中断することなく、ペレット状蓄熱体に付着したダスト等の処理を行なうことができ、メンテナンスが容易で、小型化された、コスト的にも有利な蓄熱式バーナを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的は、下記の手段により達成される。
【００１０】
（１）略密閉された本体部内に挿通して設けられた燃焼ノズルと、当該燃焼ノズルの周囲に形成され、当該燃焼ノズルと平行に伸び先端が燃焼室に臨まされた複数の通路部と、前記本体部の下部に設けられ、前記燃焼室内から流出する排ガスや、空気供給手段から前記燃焼室内に導かれる燃焼用空気を前記通路部を通って流すための配風部と、当該配風部と前記本体部の間に設けられ、前記排ガスの熱により加熱された蓄熱体により前記燃焼用空気を加熱するようにした熱交換部と、前記蓄熱体に付着したダストを除去する浄化空気を、前記配風部より前記熱交換部の一部の領域に向けて吹き出し、前記本体部の上部よりダストを含む空気を外部に取出すようにしたダスト除去手段と、を有する蓄熱式バーナにおいて、前記ダスト除去手段は、前記通路部を複数の通路に仕切る仕切り壁の、燃焼室より離れた端部に、前記熱交換部の上部まで伸延する垂直壁を設けて垂直通路を形成し、該垂直通路の上部に多数のペレット状とした蓄熱体の飛び出しを防止する多孔板を設け、前記ケースを流通したダストを含む空気が、前記垂直通路を通り熱交換部の上部の吸引口より外部に排出されるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
（３）前記熱交換部は、前記配風部に対し相対的に回転するようにしたことを特徴とする蓄熱式バーナ。
【００１３】
（４）前記配風部は、前記排ガスを流す排ガス通路と、前記燃焼用空気を流す燃焼用空気通路と、前記浄化空気を流す浄化空気通路が区画形成され、前記排ガス、燃焼用空気及び浄化空気が相互に独立して蓄熱体を流通するようにしたことを特徴とする蓄熱式バーナ。
【００１４】
（５）前記熱交換部は、底部に多孔板が設けられ、内部が仕切板により略均等に仕切られかつ内部にペレット状蓄熱体が緩く収容された複数のシェル室とされたケースを有し、前記排ガス通路、燃焼用空気通路及び浄化空気通路がそれぞれ選択された個数の前記シェル室と連通するようにしたことを特徴とする蓄熱式バーナ。
【００１５】
（６）前記ダスト除去手段は、前記熱交換部と配風部との間に、前記燃焼用空気が流通する第１切欠部と、排ガスが流通する第２切欠部と、浄化空気が流通する第３切欠部とを備えた固定板を有することを特徴とする蓄熱式バーナ。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態に係る蓄熱式バーナを加熱炉の燃焼室壁に取付けた状態を示す概略図、図２は図１における２−２線に沿う断面図、図３は図２における３−３線に沿う断面図、図４は図２における４−４線に沿う断面図、図５は図２における５−５線に沿う断面図、図６は図２における６−６線に沿う断面図、図７は図２における７−７線に沿う断面図である。
【００１９】
まず、本実施形態に係る加熱炉Ｆについて概説する。図１において、加熱炉Ｆは、例えば、耐火レンガ等よりなる略密閉された本体部１を有し、当該本体部１の側壁１ａには、蓄熱式バーナ１０が取付けられている。
【００２０】
前記本体部１には、蓄熱体２１に付着したダストを空気流により除去するダスト除去手段２が設けられているが、このダスト除去手段２には、本体部１の頂部吸引口Ｏに連結され、排ガス（図中白抜き矢印）中に含まれるダスト等を除去するサイクロン等の集塵機３及び排気ファン４を有する集塵部５が含まれる。
【００２１】
本体部１の下部には、燃焼用空気ファン６からの燃焼用空気（図中実線矢印）や、排風機７により外部に排出される排ガス等を区画して流す配風部８が設けられている。
【００２２】
ここにおいて、「燃焼用空気」とは、純酸素、酸化窒素等のような酸素原子を含むガスあるいは空気、酸素富化空気等のような酸素ガス混合気体を総称するものである。
【００２３】
特に、本実施形態では、前記本体部１と配風部８との間に設けられた熱交換部２０において、燃焼用空気と排ガスとを熱交換することにより燃焼用空気の温度を高め、高い燃焼効率が得られるようにしている。
【００２４】
さらに、詳述する。この蓄熱式バーナ１０は、図２に示すように、本体部１内に形成された円筒状あるいは矩形状の通路部１２の中心を貫通して設けられた筒状本体１２ａを有し、この筒状本体１２ａ内に燃焼ノズル１１が設けられている。
【００２５】
燃焼ノズル１１は、後端から燃料及び一次空気が供給され、先端の漏斗状多孔部分１１ａが加熱炉Ｆの燃焼室Ｎに臨まされ、この先端より燃焼室Ｎ内に火炎を噴射するようになっている。
【００２６】
当該筒状本体１２ａは、図３，４に示すように、前記通路部１２を上下に２分するように水平に伸びている仕切り壁１３を有し、それぞれが均等な断面積の上部通路１２Ａと下部通路１２Ｂとされている。この上部通路１２Ａは、後に詳述する、燃焼用空気が流通する燃焼用空気通路となり、下部通路１２Ｂは、排ガスを排出する排ガス通路となる。
【００２７】
なお、この燃焼ノズル１１は、端部にモーティブ流体供給部を設け、このモーティブ流体供給部から燃焼ノズル１１の周囲あるいは中心に水蒸気あるいは高速空気からなるモーティブ流体が流れるように構成してもよい。モーティブ流体を流すと、燃焼ノズル１１から噴射される火炎の大小あるいはシャープさなどを調節することができ、火炎のフレキシビリティが増大し、制御性あるいは汎用性の幅も大きなものとなる。
【００２８】
前記通路部１２の仕切り壁１３は、本実施の形態では、燃焼室Ｎより離間する側に下部の熱交換部２０の直近位置まで垂下された垂直壁１３ａを有し、本体部１との間に垂直通路１２Ｃが形成されている。
【００２９】
この熱交換部２０は、図２，４，５に示すように、底部に多孔板２３が設けられ、内部に多数のペレット状蓄熱体２１が収容された円筒状ケース２４を有している。この円筒状ケース２４は、内部が複数の仕切板２２により略等角均等に仕切られ、これにより形成された複数のシェル室Ｓ内にそれぞれ前記ペレット状蓄熱体２１が比較的緩やかに、つまり相互に移動し得る程度に収容されている。ただし、後述の浄化空気の流速によっては移動不能な状態であってもよく、また、前記垂直通路１２Ｃの上部にペレット状蓄熱体２１の飛び出しを防止する多孔板２３ａを設けてもよい。
【００３０】
なお、このシェル室Ｓは、４個以上であって、より多い方が好ましいが、製作上からすれば、１２個程度が好ましい。
【００３１】
この円筒状ケース２４は、下部にパンチングプレート、金網あるいはエクスパンドメタル等のような開口率の大きい多孔板２３が設けられ、通気性を持って前記各シェル室Ｓ内のペレット状蓄熱体２１を保持している。
【００３２】
この円筒状ケース２４は、前記配風部８のフランジ部４９により支持された状態で、本体部１の下部内で駆動部３０により回転するように構成され、これにより熱交換部２０では、炉内からの排ガスにより加熱された部分に、前記燃焼用空気ファン４から送風された燃焼用空気が流され、排ガスにより加熱された高温状態の蓄熱体２１により燃焼用空気が加熱されることになる。
【００３３】
例えば、この蓄熱体２１を通る燃焼用空気は、当初常温程度（例えば約２０℃程度）のものであるが、蓄熱体２１により加熱され、約９００℃程度となって炉内に送り込まれる。一方、炉内からの排ガスは、蓄熱体２１を通るときには約１１００℃程度であり、蓄熱体２１に熱を与えた後は、約２００℃程度になって排出される。
【００３４】
前記蓄熱体２１としては、例えば、アルミナやムライト等の酸化系セラミックスや窒化物系セラミックス等のような、約１３００℃程度の高温ガスの熱を蓄熱できる耐熱・高強度材料をペレット状としたものを使用することが好ましく、またＭＡＳ（コーディエライト系）やＬＡＳ（リチウム・アルミナム・シリケート系）の低膨張材料等を使用してもよい。約５００〜６００℃程度の中温ガス用としては、セラミックスよりも安価な鉄、銅等の金属をペレット状としたもの使用することが好ましい。
【００３５】
ここに、ペレット状とは、単に球形状あるいは多角形状のもののみでなく、いわゆるラシヒリングのような短管状でもよく、また短棒状、細片、ナゲット状のもの等を含むことを意味する。
【００３６】
前記駆動部３０は、前記配風部８を挿通し、前記熱交換部２０の円筒状ケース２４の下面と連結された回転軸３１と、この回転軸３１の下端に設けられたウォームホイール３２と、このウォームホイール３２に噛合されたウォーム３３と、このウォーム３３を回転するモータＭとを有し、モータＭを駆動することにより円筒状ケース２４を回転するようになっている。
【００３７】
前記配風部８は、図２，６に示すように、本体部１の下部に取付けられた配風ケース４１を有し、この配風ケース４１の一側には、燃焼用空気ファン４からの燃焼用空気が流通する燃焼空気用ダクト（通路）４２が、他側には、排風機５により外部に排出される排ガスが流通する排ガス用ダクト（通路）４３が連設されており、また、この配風ケース４１には、ダスト除去手段２の一部を構成する、清浄用空気が流通する清浄空気用ダクト（通路）４４も連設されている。
【００３８】
配風ケース４１の内部は、前記回転軸３１の外部を覆うスリーブ４５が設けられ、このスリーブ４５からは、燃焼用空気、排ガス及び清浄用空気が相互に混入しないようにする仕切板４６，４７，４８が放射状に突出されている。
【００３９】
なお、これら仕切板は、単に前記３枚のみでなく、前記各シェル室Ｓに対応するように多数枚（製作上からすれば、１２枚程度）形成してもよい。
【００４０】
この場合、燃焼用空気及び排ガス用等の通路は、入口側が相互に連通されている必要があり、また、出口側は、３枚のみあるいは多数枚のいずれも、熱交換部２０と配風ケース４１との間で、圧力の高い燃焼用空気が排ガス側にリークしないようにすることが好ましい。
【００４１】
なお、配風ケース４１の頂部には、フランジ部４９が設けられ、このフランジ部４９により前記熱交換部２０の円筒状ケース２４を支持している。
【００４２】
ダスト除去手段２は、蓄熱体２１に付着したダストを除去する浄化空気を当該蓄熱体２１に吹き付け、除去したダストを炉外に排出するものであり、前記配風部８に設けられた浄化空気通路４４、本体部１の頂部に連結された集塵部５等の他に、前記フランジ部４９と前記多孔板２３との間に設けられた固定板５０を有している。
【００４３】
この固定板５０は、図７に示すように、燃焼用空気が流通する第１切欠部５０ａと、排ガスが流通する第２切欠部５０ｂと、浄化空気が流通する第３切欠部５０ｃとを有し、前記フランジ部４９と本体部１の下部との間に固定保持されている。
【００４４】
これら各切欠部の大きさは、例えば、シェル室Ｓが「１２」個形成されていれば、第１切欠部５０ａは「３」個分、第２切欠部５０ｂは「５」個分、第３切欠部５０ｃは「１」個分とされている。
【００４５】
つまり、所定回転している熱交換部２０における蓄熱体２１の熱交換効率を考慮した場合、排ガスが流通する第２切欠部５０ｂは大きくし、多量の排ガスが蓄熱体２１に当たるようにすることが好ましく、燃焼用空気が流通する第１切欠部５０ａは、当該加熱された蓄熱体２１から所定の熱量を確実に取り出すことができるように前記第２切欠部５０ｂよりは小さくすることが好ましく、第３切欠部５０ｃは、急激な空気流が得られるようにさらに小さくすることが好ましい。
【００４６】
この結果、配風部８の燃焼空気用ダクト４２、排ガス用ダクト４３、清浄空気用ダクト４４を相互に独立して流れてきた燃焼用空気、排ガス及び浄化空気は、蓄熱体２１を流通するとき、固定板５０の各切欠部５０ａ，５０ｂ，５０ｃによりそれぞれ選択された個数のシェル室Ｓに流入することになり、それぞれがその特性を発揮するように蓄熱体２１内を流通することになる。
【００４７】
次に、上記実施の形態の作用を説明する。
【００４８】
蓄熱式バーナ１０の燃焼ノズル１１からの燃料及び一次空気を噴射しつつ、図外の着火手段により着火した後に、この火炎に向かって燃焼用空気を通路１２Ａより炉内に送り込むと、この蓄熱式バーナ１０では、火炎が燃焼用空気により炉の奥の方まで届き、良好な加熱状態を発揮する。
【００４９】
炉内で燃焼した後の排ガスは、通路１２Ｂ及び蓄熱体２１を通って配風部８に至り、排ガス用ダクト４３より大気中等に排出されるが、本実施の形態では、モータＭが熱交換部２０の円筒状ケース２４を回転しているので、排ガスが流通した蓄熱体２１は加熱された後に、燃焼用空気が流通している領域に移動し、燃焼用空気を加熱することになる。
【００５０】
かかる運転を長期にわたり行っていると、蓄熱体２１にダストが付着するが、本実施形態では、浄化空気が配風部８より所定時間ごとに熱交換部２０に向けて吹き出されるので、ダストは、浄化空気により吹き飛ばされ、除去され、蓄熱体２１にダストが付着する事態が簡単に防止できる。
【００５１】
さらに詳述すれば、熱交換部２０は、シェル室Ｓ内にペレット状蓄熱体２１が収容されているので、浄化空気は、固定板５０の第３切欠部５０ｃを通り、当該第３切欠部５０ｃに対応するシェル室Ｓ内のペレット状蓄熱体２１を吹き上げ、蓄熱体２１に付着するダストを吹き飛ばす。
【００５２】
このとき、シェル室Ｓの上下には、多孔板２３が設けられているので、個々の蓄熱体２１が浄化空気により吹き飛ばされる虞れはない。
【００５３】
除去されたダストは、浄化空気にともなって上昇し、吸引口Ｏより外部に排出される。
【００５４】
このようにして１つのシェル室Ｓ内の蓄熱体２１が浄化されると、熱交換部２０の回転により、つぎつぎとシェル室Ｓ内の蓄熱体２１が浄化され、１回転すると浄化空気の供給を停止する。ただし、蓄熱体２１の汚れ状態によっては、適宜浄化時間あるいは熱交換部２０の回転数を調整すればよい。
【００５５】
本発明は、上述した実施の形態のみに限定されるものでなく、特許請求の範囲内において種々改変することができる。上述した実施の形態は、熱交換部２０が固定の配風部８に対し回転しているが、熱交換部２０を固定し配風部８が回転するようにしてもよく、両者は相対的に回転するものであればよい。
【００５６】
蓄熱体２１は、ペレット状であることが、ダストの除去からすれば、好ましいが、ハニカム状であっても何ら問題なく適用できる。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次の効果が得られる。
【００５８】
請求項１に記載の発明は、ダストを除去する浄化空気を、配風部より熱交換部の一部の領域に向けて吹き出し、本体部の上部より外部に取出すようにしたので、高温炉や過酷な炉でも、連続燃焼運転しつつ、ダストを容易に処理でき、装置は小型化し、コスト的にも有利となる。しかも、通路部の仕切り壁端部を垂直に曲げて垂直通路を形成し、この垂直通路を通りダストを含む空気が吸引口より外部に排出されるようにしたので、排出空気は最短距離を通り排出されることになり、ダストが他の部分に付着することもない。さらに、蓄熱体をペレット状とし、これを動かすと、ダストが蓄熱体から剥れ易く、ダストの処理がより簡単なものとなる。
【００６０】
請求項２に記載の発明は、熱交換部と配風部が相対的に回転するようにしたので、熱効率の高い蓄熱式バーナとなるのみでなく、ダストの処理が一層容易となる。
【００６１】
請求項３に記載の発明は、排ガス通路、燃焼用空気通路及び浄化空気通路が区画形成され、これらが相互に独立して蓄熱体を流す配風部としたので、構造が簡単となり、装置も小型化する。
【００６２】
請求項４に記載の発明は、熱交換部のケースを、上下に多孔板が設けられ、内部が複数のシェル室に区画され、各シェル室内にペレット状蓄熱体を緩く収容するようにし、排ガス通路、燃焼用空気通路及び浄化空気通路がそれぞれ選択された個数のシェル室と連通するようにしたので、不必要にガスや空気が混入せず、熱的損失が少なく、ダストの処理も確実となる。
【００６３】
請求項５に記載の発明は、熱交換部と配風部との間に、燃焼用空気、排ガス及び浄化空気をそれぞれ規定された領域を流通させる切欠部を備えた固定板を設けたので、さらに不必要にガスや空気の混入や熱的損失がなく、ダストの処理も確実となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る蓄熱式バーナを加熱炉の燃焼室壁に取付けた状態を示す概略図である。
【図２】図１における２−２線に沿う断面図である。
【図３】図２における３−３線に沿う断面図である。
【図４】図２における４−４線に沿う断面図である。
【図５】図２における５−５線に沿う断面図である。
【図６】図２における６−６線に沿う断面図である。
【図７】図２における７−７線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…本体部、
２…ダスト除去手段、
８…配風部、
１１…燃焼ノズル、
１２…通路部、
１２Ａ，１２Ｂ…通路、
１２Ｃ…垂直通路、
１３…仕切り壁、
１３ａ…垂直壁、
２０…熱交換部、
２１…蓄熱体、
２２…仕切板、
２３，２３ａ…多孔板、
２４…ケース、
４２…燃焼用空気通路、
４３…排ガス通路、
４４…浄化空気通路、
５０…固定板、
５０ａ…第１切欠部、
５０ｂ…第２切欠部、
５０ｃ…第３切欠部、
Ｏ…吸引口、
Ｎ…燃焼室、
Ｓ…シェル室。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a regenerative burner that heats combustion air using heat from exhaust gas, and more particularly to a regenerative burner that can easily handle dust.
[0002]
[Prior art]
In recent industrial furnaces, in order to save energy, a regenerative burner that uses the heat of exhaust gas after combustion to heat combustion air is used (for example, JP-A-7-113,509, (See Kaihei 8-166,123 and JP-A-10-122,552, etc.).
[0003]
In general, this regenerative burner is composed of a heat-resistant material that is made of a heat-resistant material and alternately passes through combustion air introduced into the combustion chamber of the furnace and exhaust gas after combustion in the combustion chamber of the furnace. By flowing, the heat storage body exchanges heat between the combustion air and the exhaust gas, and heated combustion air is introduced into the combustion chamber.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in continuous combustion and a high-temperature furnace of 1300 ° C. or higher, or a severe furnace where a large amount of dust such as ash and iron powder is present in the furnace, many small holes are provided when used for many years. In the fixed ceramic ball heat storage body or honeycomb-shaped heat storage body, dust or the like adheres, and this treatment becomes troublesome, and it is extremely difficult to save energy.
[0005]
Specifically, steel slab heating furnaces, aluminum melting tank furnaces, ash-melting garbage incinerators, or furnaces designed solely for ash melting to prevent dioxins and toxic heavy metals in ash Is abbreviated as “heating furnace”), the above-mentioned problem is very remarkable.
[0006]
In addition, when a so-called pellet-shaped heat storage body is used, dust or the like adhering to the pellet can be treated with a sieve relatively easily, but the operation of the heat storage burner must be interrupted for a long time.
[0007]
Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-122,552, if the pellet heat storage body is continuously taken in and out, there is no interruption of the burner operation, but the entire apparatus is used for the treatment of dust and the like. There is also a problem that the size is increased and the cost is increased.
[0008]
The present invention was made in order to solve the problems associated with the above-described prior art, and adheres to a pellet-shaped heat storage body without interrupting operation even in a heat storage burner used in a severe furnace or the like. An object of the present invention is to provide a regenerative burner that can treat dust and the like, is easy to maintain, is downsized, and is advantageous in terms of cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
This object is achieved by the following means.
[0010]
(1) a combustion nozzle that is inserted through a substantially sealed main body, a plurality of passages that are formed around the combustion nozzle, extend in parallel with the combustion nozzle, and face the combustion chamber; An air distribution section provided at a lower portion of the main body section for flowing exhaust gas flowing out from the combustion chamber and combustion air guided from an air supply means into the combustion chamber through the passage section; and the air distribution section And a heat exchange part that is provided between the main body part and is configured to heat the combustion air by a heat accumulator heated by the heat of the exhaust gas, and purified air that removes dust adhering to the heat accumulator, in the more air distribution unit balloon toward the partial area of the heat exchanging portion, regenerative burner having a dust removing means which is adapted taking out air to the outside containing dust from the upper part of the body portion, the dust Removal means are A vertical wall extending to the upper portion of the heat exchanging portion is formed at an end portion of the partition wall separating the passage portion into a plurality of passages away from the combustion chamber, and a plurality of A porous plate that prevents the heat storage body in the form of pellets from popping out was provided so that air containing dust that circulated through the case passed through the vertical passage and was discharged to the outside from the suction port at the top of the heat exchange section. It is characterized by that .
[0012]
(3) The heat storage burner characterized in that the heat exchanging section rotates relative to the air distribution section.
[0013]
(4) The air distribution section includes a flue gas passage through which the flue gas flows, a combustion air passage through which the combustion air flows, and a purification air passage through which the purified air flows. The exhaust gas, the combustion air, and the purification A regenerative burner characterized in that air flows through the regenerator independently of each other.
[0014]
(5) The heat exchanging unit has a case in which a porous plate is provided at the bottom, the inside is partitioned substantially evenly by a partition plate, and a plurality of shell chambers in which the pellet-shaped heat storage body is loosely accommodated. The regenerative burner is characterized in that the exhaust gas passage, the combustion air passage, and the purified air passage communicate with a selected number of the shell chambers.
[0015]
(6) In the dust removing means, the first cutout portion through which the combustion air flows, the second cutout portion through which exhaust gas flows, and the purified air flow between the heat exchange portion and the air distribution portion. A regenerative burner comprising a fixed plate having a third notch.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
1 is a schematic view showing a state in which a regenerative burner according to an embodiment of the present invention is attached to a combustion chamber wall of a heating furnace, FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line 4-4 in FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view taken along the line 5-5 in FIG. 2, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line 6-6 in FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 in FIG.
[0019]
First, the heating furnace F according to the present embodiment will be outlined. In FIG. 1, the heating furnace F has a substantially sealed main body 1 made of, for example, refractory bricks, and a regenerative burner 10 is attached to a side wall 1 a of the main body 1.
[0020]
The main body 1 is provided with dust removing means 2 for removing dust adhering to the heat storage body 21 by air flow. The dust removing means 2 is connected to the top suction port O of the main body 1. A dust collector 5 having a dust collector 3 such as a cyclone for removing dust and the like contained in the exhaust gas (open arrow in the figure) and an exhaust fan 4 is included.
[0021]
At the lower part of the main body 1, there is provided an air distribution section 8 for partitioning and flowing combustion air (solid arrow in the figure) from the combustion air fan 6, exhaust gas discharged to the outside by the exhaust fan 7 and the like. Yes.
[0022]
Here, “combustion air” is a generic term for a gas containing oxygen atoms such as pure oxygen or nitrogen oxide, or an oxygen gas mixed gas such as air or oxygen-enriched air.
[0023]
In particular, in the present embodiment, in the heat exchanging unit 20 provided between the main body 1 and the air distribution unit 8, the temperature of the combustion air is increased by exchanging heat between the combustion air and the exhaust gas, and is high. Combustion efficiency is obtained.
[0024]
Furthermore, it explains in full detail. As shown in FIG. 2, the heat storage burner 10 includes a cylindrical main body 12 a provided through the center of a cylindrical or rectangular passage portion 12 formed in the main body portion 1. A combustion nozzle 11 is provided within the main body 12a.
[0025]
The combustion nozzle 11 is supplied with fuel and primary air from the rear end, and the funnel-shaped porous portion 11a at the front end faces the combustion chamber N of the heating furnace F, and a flame is injected into the combustion chamber N from the front end. ing.
[0026]
As shown in FIGS. 3 and 4, the cylindrical main body 12 a has a partition wall 13 extending horizontally so as to divide the passage portion 12 into two vertically, and each upper passage 12 </ b> A has an equal cross-sectional area. And a lower passage 12B. The upper passage 12A serves as a combustion air passage through which combustion air flows, which will be described in detail later, and the lower passage 12B serves as an exhaust gas passage for discharging exhaust gas.
[0027]
The combustion nozzle 11 may be configured such that a motivating fluid supply section is provided at the end, and a motivating fluid composed of water vapor or high-speed air flows around or in the center of the combustion nozzle 11 from the motivating fluid supply section. When the motivating fluid is allowed to flow, the size or sharpness of the flame injected from the combustion nozzle 11 can be adjusted, the flexibility of the flame is increased, and the range of controllability or versatility is increased.
[0028]
In the present embodiment, the partition wall 13 of the passage portion 12 has a vertical wall 13 a that is suspended from the combustion chamber N to a position closest to the lower heat exchange portion 20. A vertical passage 12 </ b> C is formed.
[0029]
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the heat exchanging unit 20 includes a cylindrical case 24 in which a porous plate 23 is provided at the bottom and a large number of pellet-shaped heat accumulators 21 are accommodated therein. The cylindrical case 24 is internally partitioned by a plurality of partition plates 22 at substantially equal angles, and the pellet-shaped heat accumulators 21 are relatively loosely formed in the plurality of shell chambers S formed thereby. It is accommodated to such an extent that it can be moved to. However, depending on the flow rate of the purified air, which will be described later, it may be immovable, or a perforated plate 23a for preventing the pellet-shaped heat storage body 21 from jumping out may be provided above the vertical passage 12C.
[0030]
The number of shell chambers S is four or more, and it is preferable that the number of shell chambers S is larger. However, from the viewpoint of production, about 12 shell chambers S are preferable.
[0031]
The cylindrical case 24 is provided with a perforated plate 23 having a large opening ratio, such as a punching plate, a wire mesh, or an expanded metal, in the lower part, and holds the pellet-shaped heat storage body 21 in each shell chamber S with air permeability. doing.
[0032]
The cylindrical case 24 is configured to be rotated by the drive unit 30 within the lower portion of the main body 1 while being supported by the flange portion 49 of the air distribution unit 8. Combustion air blown from the combustion air fan 4 is caused to flow through the portion heated by the exhaust gas from the inside, and the combustion air is heated by the high-temperature heat storage body 21 heated by the exhaust gas. .
[0033]
For example, the combustion air passing through the heat storage body 21 is initially at about room temperature (for example, about 20 ° C.), but is heated by the heat storage body 21 and is fed into the furnace at about 900 ° C. On the other hand, the exhaust gas from the furnace is about 1100 ° C. when passing through the heat storage body 21, and is discharged to about 200 ° C. after the heat is applied to the heat storage body 21.
[0034]
As the heat storage body 21, for example, a heat-resistant and high-strength material that can store heat of high-temperature gas at about 1300 ° C., such as oxide ceramics and nitride ceramics such as alumina and mullite, in the form of pellets It is preferable to use a low expansion material such as MAS (cordierite type) or LAS (lithium / aluminum / silicate type). For medium temperature gas of about 500 to 600 ° C., it is preferable to use a pellet made of a metal such as iron or copper which is less expensive than ceramics.
[0035]
Here, the pellet shape is not limited to a spherical shape or a polygonal shape, but may be a short tube shape such as a so-called Raschig ring, and includes short rod shapes, strips, nugget shapes, and the like.
[0036]
The drive unit 30 is inserted into the air distribution unit 8 and connected to the lower surface of the cylindrical case 24 of the heat exchange unit 20, and a worm wheel 32 provided at the lower end of the rotary shaft 31. A worm 33 meshed with the worm wheel 32 and a motor M that rotates the worm 33 are provided. By driving the motor M, the cylindrical case 24 is rotated.
[0037]
As shown in FIGS. 2 and 6, the air distribution unit 8 has an air distribution case 41 attached to the lower part of the main body 1, and one side of the air distribution case 41 includes a combustion air fan 4. A combustion air duct (passage) 42 through which the combustion air is circulated is connected to an exhaust gas duct (passage) 43 through which exhaust gas discharged to the outside by the exhaust fan 5 is circulated. The air distribution case 41 is also provided with a clean air duct (passage) 44 that constitutes a part of the dust removing means 2 and through which the clean air flows.
[0038]
Inside the air distribution case 41, a sleeve 45 that covers the outside of the rotary shaft 31 is provided. From the sleeve 45, partition plates 46 and 47 that prevent combustion air, exhaust gas, and cleaning air from mixing with each other. , 48 project radially.
[0039]
In addition, you may form many sheets (about 12 sheets from a manufacture viewpoint) so that these partition plates may respond | correspond to each said shell chamber S not only the said 3 sheets.
[0040]
In this case, the passages for combustion air and exhaust gas need to communicate with each other on the inlet side, and only three or many outlets on the outlet side are connected to the heat exchange unit 20 and the air distribution case. It is preferable that combustion air having a high pressure does not leak to the exhaust gas side.
[0041]
A flange portion 49 is provided at the top of the air distribution case 41, and the flange portion 49 supports the cylindrical case 24 of the heat exchange unit 20.
[0042]
The dust removing means 2 blows purified air for removing dust adhering to the heat storage body 21 to the heat storage body 21 and discharges the removed dust to the outside of the furnace. The purified air provided in the air distribution section 8 In addition to the passage 44 and the dust collecting portion 5 connected to the top of the main body 1, a fixing plate 50 is provided between the flange portion 49 and the porous plate 23.
[0043]
As shown in FIG. 7, the fixing plate 50 has a first cutout portion 50a through which combustion air flows, a second cutout portion 50b through which exhaust gas flows, and a third cutout portion 50c through which purified air flows. The flange portion 49 and the lower portion of the main body portion 1 are fixed and held.
[0044]
For example, if “12” shell chambers S are formed, the size of each of these notches is “3” for the first notch 50a, “5” for the second notch 50b, The number of the three cutout portions 50c is “1”.
[0045]
That is, when the heat exchange efficiency of the heat storage body 21 in the heat exchange section 20 rotating at a predetermined speed is taken into consideration, the second cutout portion 50b through which the exhaust gas flows is enlarged so that a large amount of exhaust gas hits the heat storage body 21. Preferably, the first cutout portion 50a through which combustion air flows is preferably smaller than the second cutout portion 50b so that a predetermined amount of heat can be reliably extracted from the heated heat storage body 21. The three cutouts 50c are preferably further reduced so that a rapid air flow can be obtained.
[0046]
As a result, the combustion air, the exhaust gas, and the purified air that have flowed through the combustion air duct 42, the exhaust gas duct 43, and the clean air duct 44 of the air distribution unit 8 independently of each other pass through the heat storage body 21. Each of the cutout portions 50a, 50b, 50c of the fixed plate 50 flows into the selected number of shell chambers S and flows through the heat accumulator 21 so that each exhibits its characteristics.
[0047]
Next, the operation of the above embodiment will be described.
[0048]
After injecting fuel and primary air from the combustion nozzle 11 of the regenerative burner 10 and igniting by an igniting means (not shown), the combustion air is sent into the furnace through the passage 12A toward the flame. In the burner 10, the flame reaches the depth of the furnace by the combustion air and exhibits a good heating state.
[0049]
The exhaust gas after combustion in the furnace reaches the air distribution section 8 through the passage 12B and the heat storage body 21, and is discharged into the atmosphere or the like from the exhaust gas duct 43. In this embodiment, the motor M performs heat exchange. Since the cylindrical case 24 of the part 20 is rotating, the heat storage body 21 in which the exhaust gas has been circulated is heated and then moved to a region where the combustion air is circulated to heat the combustion air.
[0050]
When such operation is performed for a long time, dust adheres to the heat storage body 21, but in this embodiment, the purified air is blown out from the air distribution unit 8 toward the heat exchange unit 20 every predetermined time. Can be easily prevented from being blown off by the purified air, removed, and dust adhering to the heat storage body 21.
[0051]
More specifically, since the heat exchanger 20 contains the pellet-shaped heat storage body 21 in the shell chamber S, the purified air passes through the third notch 50c of the fixed plate 50 and passes through the third notch. The pellet-shaped heat storage body 21 in the shell chamber S corresponding to 50c is blown up, and the dust adhering to the heat storage body 21 is blown away.
[0052]
At this time, since the perforated plates 23 are provided above and below the shell chamber S, there is no possibility that the individual heat storage bodies 21 are blown away by the purified air.
[0053]
The removed dust rises with the purified air and is discharged to the outside through the suction port O.
[0054]
When the heat storage body 21 in one shell chamber S is purified in this way, the heat storage section 21 in the shell chamber S is purified one after another by the rotation of the heat exchanging section 20, and the purified air is supplied after one rotation. Stop. However, depending on the dirt state of the heat storage body 21, the purification time or the rotational speed of the heat exchange unit 20 may be adjusted as appropriate.
[0055]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. In the above-described embodiment, the heat exchanging unit 20 rotates with respect to the fixed air distributing unit 8, but the heat exchanging unit 20 may be fixed and the air distributing unit 8 may rotate. As long as it rotates in the direction.
[0056]
The heat storage body 21 is preferably in the form of a pellet from the viewpoint of dust removal, but even if it is in the form of a honeycomb, it can be applied without any problems.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0058]
In the first aspect of the present invention, the purified air for removing dust is blown out from the air distribution section toward a part of the heat exchange section and taken out from the upper part of the main body section. Even in a harsh furnace, dust can be easily treated while continuously operating, and the apparatus is downsized and advantageous in terms of cost. Moreover, the end of the partition wall of the passage portion is bent vertically to form a vertical passage, and air containing dust is discharged to the outside from the suction port through the vertical passage, so the discharged air passes through the shortest distance. It will be discharged and dust will not adhere to other parts. Furthermore, when the heat storage body is formed into a pellet and moved, the dust easily peels off from the heat storage body, and the dust processing becomes easier.
[0060]
According to the second aspect of the present invention, since the heat exchanging portion and the air distribution portion are relatively rotated, not only a heat storage burner with high thermal efficiency but also dust processing becomes easier.
[0061]
In the invention according to claim 3 , the exhaust gas passage, the combustion air passage, and the purified air passage are defined, and these are the air distribution sections through which the heat storage body flows independently of each other. Miniaturize.
[0062]
According to a fourth aspect of the present invention, the case of the heat exchange part is provided with a perforated plate at the top and bottom, the inside is partitioned into a plurality of shell chambers, and the pellet-shaped heat storage body is loosely accommodated in each shell chamber. The passage, combustion air passage, and purified air passage communicate with the selected number of shell chambers respectively, so that gas and air are not unnecessarily mixed, there is little thermal loss, and dust processing is ensured. Become.
[0063]
Since the invention according to claim 5 is provided with a fixing plate provided with a notch portion for circulating combustion air, exhaust gas and purified air, respectively, between the heat exchanging portion and the air distribution portion. Furthermore, there is no unnecessary gas and air mixing and thermal loss, and dust disposal is ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a state in which a regenerative burner according to an embodiment of the present invention is attached to a combustion chamber wall of a heating furnace.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... body part,
2 ... Dust removal means,
8 ... Ventilation section,
11 ... Combustion nozzle,
12 ... passage part,
12A, 12B ... passage,
12C ... Vertical passage,
13 ... partition wall,
13a ... vertical wall,
20 ... heat exchange part,
21 ... thermal storage,
22 ... partition plate,
23, 23a ... perforated plate,
24 ... Case,
42 ... Combustion air passage,
43 ... exhaust gas passage,
44 ... purified air passage,
50 ... fixed plate,
50a ... 1st notch,
50b ... the second notch,
50c ... third notch,
O ... suction port,
N ... combustion chamber,
S ... Shell room.

Claims

A combustion nozzle (11) inserted through the substantially sealed main body (1) and formed around the combustion nozzle (11), extending in parallel with the combustion nozzle (11) and having a tip at the combustion chamber A plurality of passage portions (12) facing (N) and a lower portion of the main body portion (1), the exhaust gas flowing out from the combustion chamber (N), and the combustion chamber (N ) Is provided between the air distribution section (8) and the main body section (1) for flowing the combustion air guided into the passage through the passage section (12), A heat exchange section (20) configured to heat the combustion air by a heat storage body (21) heated by the heat of exhaust gas, and purified air to remove dust adhering to the heat storage body (21) Dust removing means (2) for blowing out air from the wind part (8) toward a part of the heat exchange part (20) and taking out air containing dust from the upper part of the main body part (1 ) ; ,蓄with In the formula burner,
The dust removing means (2) is provided on the end of the partition wall (13) separating the passage portion (12) into a plurality of passages (12A, 12B) at a distance from the combustion chamber (N) ( 20) top to providing a distraction to the vertical wall (13a) to form a vertical passageway (12C) for, preventing many pellets with heat storage body from jumping out of the (21) on top of said vertical thru (12C) porous A plate (23a) is provided, and air containing dust that has circulated through the case (24) passes through the vertical passage (12C) and is discharged to the outside from the suction port (O) at the top of the heat exchange unit (8). A regenerative burner characterized by

The regenerative burner according to claim 1, wherein the heat exchanging section (20) rotates relative to the air distribution section (8).

The air distribution section (8) is divided into an exhaust gas passage (43) for flowing the exhaust gas, a combustion air passage (42) for flowing the combustion air, and a purified air passage (44) for flowing the purified air. The regenerative burner according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust gas, combustion air and purified air flow through the regenerator (21) independently of each other.

The heat exchange part (20) is provided with a porous plate (23) at the bottom, a plurality of parts in which the inside is partitioned substantially evenly by the partition plate (22) and the pellet-shaped heat storage body (21) is loosely accommodated inside. The shell chamber (S) has a case (24), and the exhaust gas passage (43), the combustion air passage (42), and the purified air passage (44) are each a selected number of the shell chambers (S). The regenerative burner according to any one of 1 to 3, wherein the regenerative burner is configured to communicate with the burner.

The dust removing means (2) includes a first notch (50a) through which the combustion air flows and a second exhaust gas through which the combustion air flows between the heat exchange unit (20) and the air distribution unit (8). The regenerative burner according to any one of claims 1 to 4, further comprising a fixed plate (50) provided with a notch (50b) and a third notch (50c) through which purified air flows.