JP4328307B2 - Method for preventing metal vapor deposition in regenerative alternating combustion furnace - Google Patents
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Description
本発明は、炉本体内での加熱処理によって昇華した金属が蓄熱体に蒸着して目詰まりするのを防止する蓄熱式交番燃焼炉の金属蒸着防止方法に関するものである。 The present invention relates to a method for preventing metal vapor deposition in a regenerative alternating combustion furnace that prevents metal sublimated by heat treatment in the furnace body from being deposited on a heat accumulator and being clogged.
従来の蓄熱式交番燃焼炉(特許文献1参照)を図3に示す。一対のバーナ1a、1bにそれぞれ蓄熱体2を収容した蓄熱室3を付設すると共に、給気ブロア4及び排気ブロア5を四方弁Bを介して両バーナ1a、1bに接続し、両バーナ1a、1bを交互に燃焼させて、一方のバーナ1aの燃焼中に、他方のバーナ1bを通して炉本体6内の排ガス(高温炉気)の排気を行うと共に排熱を蓄熱室3で回収し、この排熱で次にこのバーナ1bが燃焼する時の燃焼空気を予熱するようにしたものである。図3(b)は蓄熱室3の構造を示したもので、蓄熱体2としては通常セラミック製の小球又はハニカム構造体が用いられる。
A conventional heat storage type alternating combustion furnace (see Patent Document 1) is shown in FIG. A pair of
この蓄熱式交番燃焼炉にあっては、例えばモリブデンを含有する合金の鍛造を行う場合、合金中のモリブデンが酸化して三酸化モリブデン(MoO3)となり、これが昇華して排気中に混入し蓄熱室3内を通過する際に、蓄熱体2の低温部で蒸着して目詰まりが生じ、蓄熱室3が閉塞されてしまうという問題があったが、この問題に対しては、燃焼運転停止後に炉本体6内の高温炉気を排気する際、両バーナ1a、1bと給気ブロア4を停止して炉扉61を半開きにし、四方弁Bの切換え動作及び排気ブロア5の運転を行って炉本体6内の高温炉気を両蓄熱室3に交互に振り分けて通過させ、高温炉気をバーナ1a、1bの蓄熱室3に通して蓄熱体2の蒸着物を再昇華させることで対処していた。
In this heat storage type alternating combustion furnace, for example, when forging an alloy containing molybdenum, molybdenum in the alloy is oxidized to molybdenum trioxide (MoO 3 ), which is sublimated and mixed in the exhaust gas to store heat. When passing through the inside of the
しかしながら、この従来の蓄熱式交番燃焼炉においては、上記のように炉本体6内の高温炉気を排気する際、四方弁Bを介して高温炉気を両バーナ1a、1bの蓄熱室3に片側ずつ通過させており、炉本体6内全体の高温炉気の排気が完了するのに時間がかかるため、この間は蓄熱室3は高温が維持されることとなって、蓄熱室3の蓄熱体2を支持する支持体31の耐久性が低下してしまうものであった。このため、炉本体6内の高温炉気を蓄熱室3に通して排気する処理が短時間で完了するものが望まれていた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、炉本体内の高温炉気を蓄熱室に通して排気する処理が短時間で完了する蓄熱式交番燃焼炉の金属蒸着防止方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a regenerative alternating combustion furnace in which the process of exhausting high-temperature furnace air in the furnace body through the heat storage chamber is completed in a short time. The object is to provide a method for preventing metal deposition.
上記課題を解決するために請求項1に係る発明にあっては、一対のバーナ1a、1bにそれぞれ蓄熱体2を有する蓄熱室3を設け、給気ブロア4を両バーナ1a、1bの蓄熱室3にそれぞれ給気用開閉弁42を備えた給気用配管41を介して接続すると共に、排気ブロア5を両バーナ1a、1bの蓄熱室3にそれぞれ排気用開閉弁52を備えた排気用配管51を介して接続し、給気用開閉弁42及び排気用開閉弁52の開閉を切り換えて、一方のバーナ1a(又は1b)の燃焼中に他方のバーナ1b(又は1a)の蓄熱室3で排熱を回収するようにした蓄熱式交番燃焼炉において、燃焼運転停止後に、バーナ1a、1bと給気ブロア4を停止して給気用開閉弁42を閉じると共に炉扉61を半開きにし、両排気用開閉弁52を開くと共に排気ブロア5を運転して炉本体6内の高温炉気を両バーナ1a、1bの蓄熱室3内に同時に通して排気することで、蓄熱体2の温度をその蒸着物の昇華温度以上に上昇させることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, the pair of
このような構成とすることで、燃焼運転停止後に炉本体6内の高温炉気を排気する際に高温炉気をバーナ1a、1bの蓄熱室3に通すにあたって、炉本体6内の高温炉気を両方の蓄熱室3に同時に通して排気することが可能となり、炉本体6内の高温炉気の排気処理を短時間で完了させることが可能となって、蓄熱体2を支持する支持体31の耐久性の低下を抑えることができる。
With this configuration, when exhausting the high-temperature furnace air in the
また、請求項2に係る発明にあっては、請求項1において、炉本体6内の高温炉気をバーナ1a、1bの蓄熱室3内に通す時間を、少なくとも蓄熱体2の温度がその蒸着物の昇華温度以上に上昇するまでの時間となるように設定することを特徴とするものである。
Further, in the invention according to
このような構成とすることで、燃焼運転停止後に炉本体6内の高温炉気を排気する時間の長さを調節するだけで蓄熱体2の温度をその蒸着物の昇華温度以上に上昇させることができる。
By adopting such a configuration, the temperature of the
また、請求項3に係る発明にあっては、請求項1又は2において、給気用配管41の蓄熱室3と給気用開閉弁42との間に外気を吸気するための吸気用開閉弁71を備えた吸気用分岐管7を設け、炉本体6内の高温炉気を両バーナ1a、1bの蓄熱室3内に通して排気する際の排気温度を略300℃となるように吸気用開閉弁71を調整することを特徴とするものである。
The invention according to
このような構成とすることで、排気ブロア5の焼損を防止することができる。
By setting it as such a structure, the
本発明にあっては、燃焼運転停止後に炉本体内の高温炉気を両方の蓄熱室に同時に通して排気することが可能となり、炉本体内の高温炉気を排気する処理が短時間で完了されて、蓄熱室の蓄熱体を支持する支持体の耐久性の低下を抑えることができる。 In the present invention, after the combustion operation is stopped, the high-temperature furnace air in the furnace body can be exhausted through both the heat storage chambers at the same time, and the process of exhausting the high-temperature furnace air in the furnace body is completed in a short time. Thus, it is possible to suppress a decrease in durability of the support body that supports the heat storage body of the heat storage chamber.
以下、本発明の一実施形態について添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に本発明の蓄熱式交番燃焼炉の一実施形態を示す。各バーナ1a、1bには蓄熱体2を収容する蓄熱室3が一体に連設される。蓄熱室3は、図2に示すように蓄熱室外殻30の内部に形成され、網状の支持体31を蓄熱室3に配設すると共にこの支持体31上にセラミック製の小球(例えば直径10〜20mm)からなる蓄熱体2を載置して収容してある。蓄熱室3の蓄熱体2を収容した部分の上側にはバーナ1a、1b(又はバーナへの通気口)が接続してあると共に、蓄熱室3の蓄熱体2を収容した部分の下側には、給気ブロア4からの給気用配管41と排気ブロア5への排気用配管51がそれぞれ接続してある。この給気用配管41と排気用配管51は、両バーナ1a、1bの蓄熱室3毎にそれぞれ別の配管で形成してあり、各給気用配管41、排気用配管51にはそれぞれ給気用開閉弁42、排気用開閉弁52が途中に設けてある。また、給気用配管41の蓄熱室3と給気用開閉弁42との間には外気を吸気するための吸気用開閉弁71を備えた吸気用分岐管7を設けある。また、バーナ1a、1bには燃料供給用開閉弁81を備えた燃料供給用配管8を接続してある。この蓄熱式交番燃焼炉には、上記各開閉弁42、52、71、81として電磁弁を用いると共にこれら電磁弁と給気ブロア4、排気ブロア5とを制御部(図示せず)で制御するようにしてある。なお、図中の6は炉本体、61は炉扉を示す。
FIG. 1 shows an embodiment of a regenerative alternating combustion furnace of the present invention. Each of the
蓄熱式交番燃焼炉の燃焼運転は、一方のバーナ1a(又は1b)の燃焼中に炉本体6内の排ガスである高温炉気を他方のバーナ1b(又は1a)から排気するように給気ブロア4および排気ブロア5の運転・停止と給気用開閉弁42および排気用開閉弁52の開閉を切り換えて交番燃焼を行うようにしてあり、この時、高温炉気の熱により蓄熱室2の蓄熱体3を介して燃焼空気を予熱するようにしたものである。またこの時、炉本体6内の高温炉気の温度は約1200℃以上に達し、交番燃焼のサイクルは例えば数十秒〜数分程度であり、この交番燃焼のサイクルは、蓄熱体2における排熱の回収効率が最適となるように設定してある。
The combustion operation of the regenerative alternating combustion furnace is such that the high-temperature furnace air that is the exhaust gas in the
ところで、燃焼運転中は上記交番燃焼のサイクルでバーナ1a、1bを交番燃焼させているが、この燃焼運転中は蓄熱体2の下端部D(図2参照)の温度はその蒸着物の昇華温度よりも上昇することがない。すなわち、燃焼運転中にバーナ1a(又は1b)が燃焼している時には、このバーナ1a(又は1b)の蓄熱室3には給気ブロア4より空気が供給され、空気は図3(b)に示すように蓄熱室3の下側から蓄熱体2を通って上側へと流れ、蓄熱体2を通る時に蓄熱体2より熱を与えられて高温となって上端部からバーナ1a(又は1b)へと供給されるが、この時、蓄熱体2の下端部Dは低温の空気に晒されて最も低温となる。また、バーナ1a(又は1b)から排気している時には、高温炉気が蓄熱室3の上側から蓄熱体2を通って下側へと流れ、蓄熱体2を通る時に蓄熱体2に熱を与えて低温となって下端部から排気されるが、この時も、蓄熱体2の下端部Dは上側の蓄熱体2と比べて低い温度の高温炉気に晒されるため最も低温となる。このため、燃焼運転中には蓄熱体2の下端部Dの温度はその蒸着物の昇華温度よりも上昇することがない。
By the way, during the combustion operation, the
そこで、燃焼運転停止後に炉本体6内の高温炉気を排気する際、炉本体6内の高温炉気を蓄熱室3に通して蓄熱体2の下端部Dの温度をその蒸着物の昇華温度よりも上昇させて蒸着物を再昇華させている。炉本体6内の高温炉気を蓄熱室3に通す時間は、蓄熱体2の温度がその蒸着物の昇華温度以上に上昇するくらいに十分に長い。
Therefore, when the high-temperature furnace air in the
具体的に説明すると、例えば炉本体6内でバッチ式加熱処理を行う場合、通常1日1回炉の運転を停止する。燃焼運転停止後は、先ずバーナ1a、1b及び給気ブロア4を停止し、炉扉61を半開き状態にして、排気ブロア5により炉本体6内の温度が十分低下するまで排気を行う。この時、両排気用開閉弁52を開くと共に排気ブロア5を運転して炉本体6内の高温炉気を両バーナ1a、1bの蓄熱室3内に同時に通すことで蓄熱体2をその蒸着物の昇華温度以上に上昇させる。この時、吸気用開閉弁71を開いて温度の低い外気を吸気用分岐管7を介して蓄熱室3内に吸入し、蓄熱室3から排気用配管51を通って排気される高温炉気の温度を略300℃程度又はそれ以下となるように調整する。これにより、耐熱温度が略300℃程度の排気ブロア5の焼損が防止される。
More specifically, for example, when batch-type heat treatment is performed in the
また炉扉61を半開き状態にするのは、停止している給気ブロア4を通って外気が吸引され、蓄熱室3の下端部Dが冷却されるのを防止するためであり、従って炉扉61を開き過ぎないようにして、蒸着物が全て気化してしまうまでに排気温度が昇華温度以下に下がらないようにしなければならない。
The reason why the
このような構成とすることで、燃焼運転停止後に炉本体6内の高温炉気を排気する際に高温炉気をバーナ1a、1bの蓄熱室3に通すにあたって、炉本体6内の高温炉気を両方の蓄熱室3に同時に通して排気することが可能となり、炉本体6内の高温炉気の排気を行うと共に蓄熱体2に蒸着した蒸着物を再昇華させる処理を短時間で完了させることが可能となって、蓄熱体2を支持する支持体31の耐久性の低下を抑えることができ、例えば一年に一回取り換えていた支持体31をより長いスパンで取り換えればよくなる。
With this configuration, when exhausting the high-temperature furnace air in the
1a バーナ
1b バーナ
2 蓄熱体
3 蓄熱室
30 蓄熱室外殻
31 支持体
32 通気口
4 給気ブロア
41 給気用配管
42 給気用開閉弁
5 排気ブロア
51 排気用配管
52 排気用開閉弁
6 炉扉
7 吸気用分岐管
71 吸気用開閉弁
8 燃料供給用配管
81 燃料供給用開閉弁
DESCRIPTION OF
Claims (3)
An intake branch pipe having an intake on / off valve for intake of outside air is provided between the heat storage chamber of the supply air piping and the supply on / off valve, and the high-temperature furnace air in the furnace body is transferred to the heat storage chamber of both burners. The method for preventing metal vapor deposition in a regenerative alternating combustion furnace according to claim 1 or 2, wherein the intake on-off valve is opened and closed so that the exhaust temperature when exhausting through the exhaust gas is about 300 ° C.
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