JP3911102B2 - Radiant tube combustion device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、蓄熱式バーナを用いたラジアントチューブ燃焼装置の低NOx化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種のラジアントチューブ燃焼装置は、熱処理炉等で間接加熱を行うためのものであるが、通常蓄熱式バーナを2台一組で使用し、各バーナを数十秒間隔で交互に燃焼させながら、それぞれに内蔵した蓄熱体で排熱を回収し、その熱で燃焼用空気を予熱するものであって、蓄熱体により高効率の熱回収が行える反面、燃焼用空気が高温になるために、NOxを排出し易いという問題がある。またラジアントチューブ加熱用のバーナは、直火加熱用バーナに比し燃焼空間が狭いために、火炎形状の工夫による低NOx化は困難であり、従って炉外で強制的に排気を再循環させる手法が多く採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この種の排気再循環させる手段として、次の四つの方法が挙げられる。
▲1▼ 蓄熱体に入る前の排気を燃焼気流で吸引する方法(図1)。
▲2▼ 燃焼用空気圧で蓄熱体を出た後の排気を吸引する方法(図2)。
▲3▼ 燃焼ガス圧で蓄熱体を出た後の排気を吸引する方法(図3)。
▲4▼ 燃焼空気用ブロアで煙道の排気を吸引する方法(図4)。
このうち▲1▼〜▲3▼はベンチュリ効果を応用して、燃焼していない側のバーナの排気若しくは煙道の排気を吸引するものであるが、図1に示すように蓄熱体Aよりも高温側で排気再循環を行う▲1▼の方法は、吸引される排気が高温であるため、排気再循環管17を断熱構造にする必要があり、従って炉の前面に断熱被覆用の場所をとり作業スペースを確保し難いという問題があり、またその対策として排気再循環管17を炉内あるいは炉壁内に収めるのは、構造が複雑となってコスト高になるという問題がある。
【0004】
また▲2▼の方法は、図2に示すように、蓄熱体Aよりも低温側に供給空気圧で排気を吸引するためのベンチュリミキサ19を設けたものであるが、蓄熱体Aの温度が高くなるとラジアントチューブ1内の圧力が上昇してベンチュリミキサ19の吸引力が低下するために、これをカバーするためには給気用ブロア15をかなり大型化する必要がある。更に▲3▼の方法は、図3に示すように、燃料ガス圧により排気を吸引するものであって、ガス圧を高くするために中圧の都市ガスをそのまま利用するのは安全管理上問題が多く、従って通常は低圧の都市ガスを昇圧するためにブースターを設ける必要があるが、通常のブースターでは高温時におけるベンチュリミキサ20の吸引力が不足するという問題がある。このようにベンチュリミキサを蓄熱体Aよりも低温側で使用する場合、ラジアントチューブ1の内圧の上昇のために吸引能力が不足し、あるいはブロア15が大型化するという問題があった。
【0005】
また▲4▼の方法は、図4に示すように、燃焼空気用のブロア15を利用して煙道18から排気の一部を吸引するものであるが、給気用ダクトと排気用ダクトは通常反対方向から四方弁3に連結されているため、これらを連結するためにはダクトの配置あるいはブロア設置場所等に制約が生じ、やはり作業スペースの確保が困難になるという問題がある。そこで本発明は上述のような種々のの問題点を解消し、通常多数の配管やバルブ類で錯綜しているラジアントチューブ前面において、できるだけ設置スペースをとらず、しかも高温時に吸引能力が不足しないようなベンチュリ式の排気再循環手段を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図5に示すように、ラジアントチューブ1の両端にそれぞれ装着した蓄熱式バーナ2a,2bに交互に燃料ガスを供給すると共に、両バーナ2a,2bへの給排気を四方弁3により切り換えるようにしたラジアントチューブ燃焼装置において、上記四方弁3をドラム状筒体で構成し、該筒体の周面の相対する2箇所に給気口8と排気口9を設け、その中間2箇所に両バーナ2a、2bに接続する給排気口6a、6bを設けて、筒体内で羽根板10を回動させることにより両バーナ2a、2bの給気と排気を交互に切り換えるようにすると共に、該筒体の一端面において、上記給気口8の近傍に排気取入口12を、上記排気口9の近傍に排気吸引口13をそれぞれ設けて、筒体外部で上記排気吸引口13と排気取入口12を連結する連絡配管4を設け、該連絡配管4に介装したベンチュリミキサ5に高圧空気を送入することにより、排気の一部を給気側へ再循環せしめたものであって、高圧空気を用いることによりベンチュリミキサ5及び排気再循環用の連絡配管4を小型化して、少しでも広い作業スペースを確保すると共に、ベンチュリミキサ5の吸引圧を大きくすることによって、この種のラジアントチューブバーナでは不足しがちな再循環排気量を確保し得る点に特徴を有するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施例を示したもので、ラジアントチューブ1の両端にそれぞれ蓄熱式バーナ2a,2bが装着されており、燃料バルブ7a,7bを通じて両バーナ2a,2bに交互に燃料ガスが供給されると同時に、給排気も四方弁3により切り換えられて、両バーナ2a,2bが数十秒毎に交互に燃焼するようになっている。この四方弁3は図6(a)及び(b)に示すように、ドラム状の筒体で構成されており、筒体の周面の相対する2箇所に給気入口8と排気出口9が設けられ、その中間2箇所に両バーナ2a,2bに接続する給排気口6a,6bが設けられている。この筒体内でエアシリンダ11によって駆動される羽根板10が回動し、両バーナ2a,2bの給気と排気が交互に切り換えるようになっている。本発明では同図に示すように、筒体の一端面において、給気入口8の近傍に排気取入口12を、上記排気出口9の近傍に排気吸引口13をそれぞれ設けると共に、排気取入口12と排気吸引口13とを筒体の外部で連結する連絡配管4を設け、この連絡配管4にベンチュリミキサ5を介装して、コンプレッサ14からベンチュリミキサ5に高圧空気を送入することにより、排気路から給気路へ排気の一部を再循環させている。
【0008】
図5において、矢印は右側のバーナ2aが給気に切り換えられたときの給排気の流れを示しており、このとき燃料バルブ7aが開かれてバーナ2aに燃料ガスが供給されると共に、四方弁3から蓄熱体Aを通して燃焼用空気が供給され、蓄熱体Aに蓄えられていた熱により予熱された空気によって右側バーナ2aが燃焼する一方、左側バーナ2bでは蓄熱体Aを通してチューブ1内の高温排気が吸引され、蓄熱体を通って温度の低下した排気が四方弁3を通して排気用ブロア16に吸引される。このとき排気の一部がベンチュリミキサ5の吸引力により図6(a)の排気吸引口13から吸引され、連絡配管4を通って排気取入口12から四方弁3の給気側区画へ送り込まれ、ここで給気用ブロア15から送られてくる新しい空気に混入されて、燃焼用空気の酸素濃度を低下させることによって火炎温度を低下させ、低NOx化が実現されるのである。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば上述のように、排気吸引用に高圧空気を用いてベンチュリミキサ5の吸引圧を大きくすることにより、ベンチュリミキサ5及び排気再循環用パイプ6を小型化して、少しでも広い作業スペースを確保すると共に、この種のラジアントチューブバーナでは不足し勝ちな再循環排気量を確保し得るという利点があり、しかもこれに使用する高圧空気は従来四方弁3の羽根板10の駆動用エアシリンダ11に高圧空気を供給していたコンプレッサ14がそのまま利用できるので、比較的安価に構成できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例を示す系統図。
【図2】他の従来例を示す系統図。
【図3】更に従来例を示す系統図。
【図4】更に他の従来例を示す系統図。
【図5】本発明の一実施例を示す系統図。
【図6】同上に使用する四方弁の正面断面図及び側面断面図。
【符号の説明】
1 ラジアントチューブ
2a,2b 蓄熱式バーナ
3 四方弁
4 連絡配管
5 ベンチュリミキサ
6a,6b 給排気口
7a,7b 燃料バルブ
8 給気入口
9 排気出口
10 羽根板
11 エアシリンダ
12 排気取入口
13 排気吸引口
14 コンプレッサ
15 給気用ブロア
16 排気用ブロア
17 排気再循環管
18 煙道
19 ベンチュリミキサ
20 ベンチュリミキサ
A 蓄熱体[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to reducing NOx in a radiant tube combustion apparatus using a heat storage burner.
[0002]
[Prior art]
This type of radiant tube combustion device is for indirect heating in a heat treatment furnace or the like, but normally uses two regenerative burners as a set, and burns each burner alternately at intervals of several tens of seconds. In addition, it collects exhaust heat with each built-in heat storage body and preheats combustion air with that heat, and while it can perform highly efficient heat recovery with the heat storage body, the combustion air becomes high temperature, There is a problem that NOx is easily discharged. In addition, the burner for radiant tube heating has a narrow combustion space compared to the burner for direct fire heating, so it is difficult to reduce NOx by devising the flame shape. Therefore, the exhaust gas is forced to recirculate outside the furnace. Is often adopted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
There are the following four methods for this type of exhaust gas recirculation.
(1) A method of sucking exhaust gas before entering a heat storage body with a combustion airflow (FIG. 1).
(2) A method of sucking exhaust gas after exiting the heat accumulator with combustion air pressure (FIG. 2).
(3) A method of sucking exhaust gas after exiting the heat accumulator with combustion gas pressure (FIG. 3).
(4) A method for sucking flue exhaust with a combustion air blower (FIG. 4).
Among these, (1) to (3) apply the venturi effect and suck the exhaust of the burner on the non-burning side or the exhaust of the flue, but as shown in FIG. In the method of (1) in which exhaust gas recirculation is performed on the high temperature side, the exhaust gas to be sucked is high temperature, so it is necessary to make the exhaust
[0004]
In the method (2), as shown in FIG. 2, a
[0005]
In the method (4), as shown in FIG. 4, a part of the exhaust is sucked from the flue 18 using the
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, as shown in FIG. 5, the fuel gas is alternately supplied to the
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, wherein
[0008]
In FIG. 5, the arrows indicate the flow of supply / exhaust when the right burner 2a is switched to supply air. At this time, the fuel valve 7a is opened and fuel gas is supplied to the burner 2a. Combustion air is supplied from the heat storage body A through the heat storage body A, and the right burner 2a is combusted by the air preheated by the heat stored in the heat storage body A, while the
[0009]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing a conventional example.
FIG. 2 is a system diagram showing another conventional example.
FIG. 3 is a system diagram showing a further conventional example.
FIG. 4 is a system diagram showing still another conventional example.
FIG. 5 is a system diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a front sectional view and a side sectional view of a four-way valve used in the above.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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- 1999-05-26 JP JP14731699A patent/JP3911102B2/en not_active Expired - Fee Related
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