JP4847731B2 - Hot stove - Google Patents
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Description
本発明は、粒状物が充填された容器に接続し、この容器内の粒状物に加圧した熱風を供給して、粒状物を加熱及び流動化するために用いられる熱風炉に関する。さらに詳しくは、供給する熱風の温度を変化させたとしても、熱風の供給量を略一定に保持することが可能な熱風炉に関する。 The present invention relates to a hot stove used for heating and fluidizing a granular material by connecting to the container filled with the granular material and supplying pressurized hot air to the granular material in the container. More specifically, the present invention relates to a hot air furnace that can maintain the supply amount of hot air substantially constant even when the temperature of the hot air to be supplied is changed.
一般に、金属を熱処理し、金属内部の組織構造を変化させることによって、機械的性質を向上させ得ることが知られている。例えば、日本工業規格に基づくＡＣ４Ａ、ＡＣ４Ｃ、ＡＣ４ＣＨ、ＡＣ４Ｄ等の少量のマグネシウム（Ｍｇ）を添加したアルミニウム（Ａｌ）−ケイ素（Ｓｉ）系合金に対して、比較的高温の溶体化処理（熱処理）によって、凝固時に晶出した非平衡相を固溶させ、水冷して常温で均一な固溶体を得た後に、時効処理（熱処理）を施し、中間析出相による析出硬化を起こさせると、これらの合金の機械的性質を向上（改善）させることができる。 In general, it is known that mechanical properties can be improved by heat-treating a metal to change the internal structure of the metal. For example, a relatively high temperature solution treatment (heat treatment) for an aluminum (Al) -silicon (Si) alloy with a small amount of magnesium (Mg) added such as AC4A, AC4C, AC4CH, AC4D based on Japanese Industrial Standards After solidifying the non-equilibrium phase crystallized during solidification and cooling with water to obtain a uniform solid solution at room temperature, aging treatment (heat treatment) is performed to cause precipitation hardening by the intermediate precipitation phase. The mechanical properties of can be improved (improved).
このような溶体化処理や時効処理を行うに際し、従来、空気を熱媒体としたトンネル炉等の雰囲気炉が用いられていたが、このような雰囲気炉は、溶体化温度までの昇温速度が遅く昇温に時間がかかり、また、処理装置が大型となる上に、運転操作が煩雑で人手が多くかかり、さらには、昇温及び温度保持のために熱エネルギーが多量に必要であった。 At the time of performing such solution treatment and aging treatment, conventionally, an atmospheric furnace such as a tunnel furnace using air as a heat medium has been used, but such an atmospheric furnace has a temperature rising rate up to the solution temperature. It took time to raise the temperature slowly, the processing apparatus was large, the operation was complicated and labor-intensive, and a large amount of heat energy was required to raise the temperature and maintain the temperature.
このため、炉体内に粉粒体が充填され、粉粒体が炉体内に吹き込まれる熱風により熱せられ流動して流動層が形成され、この流動層中で被処理物を熱処理する熱処理炉が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
For this reason, a heat treatment furnace is proposed in which powder particles are filled in the furnace body and heated by hot air blown into the furnace body to flow and a fluidized bed is formed. (For example, see
このような熱処理炉を用いて熱処理を行う際には、熱処理炉の炉体（容器）内の粒状物に熱風炉にて発生させた加圧状態の熱風を供給し、炉体内の粒状物を加熱及び流動化させている。従来、炉体内に熱風を供給する熱風炉としては、例えば、バーナに設けられた燃料流路と燃焼用空気流路とから、燃料と燃焼用空気とをそれぞれ供給して炎を発生させ、別途設けられたブロワより送られる空気を、上記のバーナで発生させた炎によって所定温度（例えば、５００〜６００℃等）まで加熱して熱風を供給する熱風炉が用いられていた。 When performing heat treatment using such a heat treatment furnace, hot air in a pressurized state generated in the hot air furnace is supplied to the granular material in the furnace body (container) of the heat treatment furnace, Heated and fluidized. Conventionally, as a hot air furnace for supplying hot air into a furnace body, for example, a fuel and combustion air are supplied from a fuel flow path and a combustion air flow path provided in a burner to generate flames. There has been used a hot blast furnace in which air sent from a provided blower is heated to a predetermined temperature (for example, 500 to 600 ° C., etc.) by a flame generated by the burner and hot air is supplied.
上述した流動層を有する熱処理炉を用いて熱処理を行う際には、熱処理炉内の被処理物に対して均一に熱処理を行うために、流動層の流動状態を制御する必要がある。このため、炉体等の容器内の粒状物に加圧した熱風を供給し、その容器内の粒状物を加熱及び流動化するために用いられる熱風炉においては、供給する際の熱風の温度変化によらず、熱風の供給量の変化が少ないことが望まれている。
しかしながら、上述した従来の熱風炉においては、燃料流路から供給する燃料の量と、空気流路から供給する燃焼用の空気の量とを調節して燃焼量を変え、これによって熱風の温度を調整している。このため、供給中に熱風の温度を変化させる場合には、燃料と燃焼用の空気との変化量に応じて、熱風の供給量が変化してしまうという問題があった。 However, in the above-described conventional hot stove, the amount of fuel supplied from the fuel passage and the amount of combustion air supplied from the air passage are adjusted to change the amount of combustion, thereby changing the temperature of the hot air. It is adjusting. For this reason, when the temperature of the hot air is changed during the supply, there is a problem that the supply amount of the hot air changes according to the amount of change between the fuel and the combustion air.
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、供給する熱風の温度を変化させたとしても、熱風の供給量を略一定に保持することが可能な熱風炉を提供する。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and even when the temperature of hot air to be supplied is changed, the hot air furnace capable of maintaining the supply amount of hot air substantially constant. I will provide a.
即ち、本発明により、以下の熱風炉が提供される。 That is, according to the present invention, the following hot stove is provided.
［１］ 粒状物が充填された容器に接続し、前記容器内の前記粒状物に加圧した熱風を供給して、前記容器内の前記粒状物を加熱及び流動化するために用いられる熱風炉であって、バーナ本体、前記バーナ本体の前端面から燃料を供給するための燃料流路、及び空気を供給するための空気流路を有するバーナと、前記バーナ本体の前記前端面に接続されてなるとともに、その内部にて生じる燃焼により発生した熱風を加圧状態で放出する熱風放出口が形成されてなる、筒状の耐圧性を有する燃焼室と、を備え、前記バーナ本体の前記前端面が、内側に凹んだすり鉢状の段部が形成された形状であり、前記バーナ本体の前記前端面の前記すり鉢状の段部の中心部に、前記燃料流路から供給した前記燃料を筒状の前記燃焼室の軸方向に噴出する燃料供給孔が形成され、且つ、前記燃料流路の側面に、前記空気流路から供給した前記空気のうちの一の空気を噴出する一以上の第一空気供給孔が形成され、前記バーナ本体の前記前端面の前記すり鉢状の段部に、前記空気流路から供給した前記空気のうちの他の空気を前記燃料の噴出方向と平行に噴出する一以上の第二空気供給孔が形成され、前記バーナ本体の前記前端面の前記すり鉢状の段部の外周部に、前記空気流路から供給した前記空気のうちの残余の空気を噴出する第三空気供給開口部が形成された熱風炉。 [1] A hot stove used for heating and fluidizing the granular material in the container by connecting to the container filled with the granular material, supplying hot air pressurized to the granular material in the container A burner body, a fuel flow path for supplying fuel from the front end face of the burner body, and a burner having an air flow path for supplying air; and connected to the front end face of the burner body And a combustion chamber having a tubular pressure resistance, in which a hot air discharge port for discharging hot air generated by combustion occurring in the pressurized state in a pressurized state is formed, and the front end surface of the burner body Is a shape in which a mortar-shaped step portion recessed inward is formed, and the fuel supplied from the fuel flow path is formed in a cylindrical shape at the center portion of the mortar-shaped step portion of the front end surface of the burner body. The fuel jets in the axial direction of the combustion chamber A supply hole is formed, and at least one first air supply hole for ejecting one of the air supplied from the air flow path is formed on a side surface of the fuel flow path. One or more second air supply holes for ejecting other air out of the air supplied from the air flow path in parallel to the fuel ejection direction are formed in the mortar-shaped step portion of the front end surface, A hot air furnace in which a third air supply opening for ejecting the remaining air of the air supplied from the air flow path is formed on an outer peripheral portion of the mortar-shaped step on the front end surface of the burner body.
［２］ 前記バーナ本体の前記前端面における前記すり鉢状の段部が、二以上の段から構成されたものである前記［１］に記載の熱風炉。 [2] The hot stove as described in [1] above, wherein the mortar-shaped step portion on the front end surface of the burner body is composed of two or more steps.
［３］ 前記第二空気供給孔が、前記すり鉢状の段部を構成する一つの段に、３〜１２個等間隔で形成されている前記［１］又は［２］に記載の熱風炉。 [3] The hot air furnace according to [1] or [2], wherein the second air supply hole is formed at an equal interval of 3 to 12 in one stage constituting the mortar-shaped step.
［４］ 前記燃料流路が、前記燃料の主たる供給量を調節するガス流量調節弁を有する第一燃料流路と、前記燃料の供給量を微調節するガス流量微調節弁を有する微量調節用の第二燃料流路とを有するものである前記［１］〜［３］のいずれかに記載の熱風炉。 [4] For minute adjustment, the fuel flow path includes a first fuel flow path having a gas flow rate adjustment valve for adjusting a main supply amount of the fuel, and a gas flow rate fine adjustment valve for finely adjusting the supply amount of the fuel. The hot stove according to any one of [1] to [3], which has a second fuel flow path.
［５］ 前記第二燃料流路の前記ガス流量微調節弁が、回転式の流量調節ハンドルと、回転駆動する駆動部をもつ駆動手段とを有し、前記流量調節ハンドルと前記駆動手段の前記駆動部とが、クランク及び連結リンクからなる両クランク機構によって接続され、前記駆動手段の前記駆動部を駆動して前記流量調節ハンドルを駆動する前記［４］に記載の熱風炉。 [5] The gas flow rate fine control valve of the second fuel flow path has a rotary flow rate adjustment handle and a drive unit having a drive unit for rotational drive, and the flow rate adjustment handle and the drive unit The hot stove as described in [4], wherein the driving unit is connected by both crank mechanisms including a crank and a connecting link, and drives the driving unit of the driving unit to drive the flow rate adjusting handle.
［６］ 前記流量調節ハンドル側のクランクの長さが、前記駆動部側のクランクの長さよりも大である前記［５］に記載の熱風炉。 [6] The hot stove as described in [5], wherein the length of the crank on the flow rate adjusting handle side is larger than the length of the crank on the drive unit side.
［７］ 前記燃焼室の前記熱風放出口が、前記燃焼室における、前記バーナ本体が接続された端面とは反対側の端面近傍の側面に形成されている前記［１］〜［６］のいずれかに記載の熱風炉。 [7] Any of [1] to [6], wherein the hot air discharge port of the combustion chamber is formed on a side surface of the combustion chamber near the end surface opposite to the end surface to which the burner body is connected. A hot stove described in the above.
［８］ 前記バーナ本体の後方側の端面に配設され、前記バーナの前記後方側の端面から前記燃料流路内を経由して、前記バーナ本体の炎の監視を行う炎監視器をさらに備えた前記［１］〜［７］のいずれかに記載の熱風炉。 [8] A flame monitor that is disposed on the rear end face of the burner body and that monitors the burner body flame from the rear end face of the burner through the fuel flow path. The hot stove according to any one of [1] to [7].
［９］ 前記バーナ本体の炎の監視を行う炎監視器を、前記燃焼室における、前記バーナ本体が接続された側とは反対側の端部にさらに備えた前記［１］〜［８］のいずれかに記載の熱風炉。 [9] Of the above [1] to [8], further comprising a flame monitor for monitoring the flame of the burner body at an end of the combustion chamber opposite to the side to which the burner body is connected. The hot blast furnace in any one.
［１０］ 前記炎監視器が、紫外線光電管を有するものである前記［８］又は［９］に記載の熱風炉。 [10] The hot stove as described in [8] or [9], wherein the flame monitor has an ultraviolet photoelectric tube.
本発明の熱風炉は、供給する熱風の温度を変化させたとしても、熱風の供給量を略一定に保持することができる。このため、容器内に充填された粒状物を加熱及び流動化する際に、流動状態が安定した流動層を形成することができる。 The hot air furnace of the present invention can keep the supply amount of hot air substantially constant even when the temperature of the hot air supplied is changed. For this reason, when heating and fluidizing the granular material filled in the container, a fluidized bed having a stable fluidized state can be formed.
以下、図面を参照して、本発明の熱風炉の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, embodiments of the hot stove according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this and is not construed as being within the scope of the present invention. Various changes, modifications and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art.
図１は、本発明の熱風炉の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。また、図２は、図１に示す熱風炉を構成するバーナを模式的に示す断面図、図３は、図２に示すバーナを構成するバーナ本体の前端面側の平面図、図４は、図２に示すバーナを構成するバーナ本体の前端面のすり鉢状の段部を模式的に示す拡大断面図である。 FIG. 1 is a sectional view schematically showing one embodiment of a hot stove according to the present invention. 2 is a cross-sectional view schematically showing the burner constituting the hot stove shown in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of the front end face side of the burner main body constituting the burner shown in FIG. 2, and FIG. It is an expanded sectional view which shows typically the mortar-shaped step part of the front end surface of the burner main body which comprises the burner shown in FIG.
本実施の形態の熱風炉は、粒状物が充填された容器に接続し、容器内の粒状物に加圧した熱風を供給して、容器内の粒状物を加熱及び流動化するために用いられる熱風炉であって、例えば、粒状物が充填された炉体内に吹き込まれる熱風により、その粒状物が熱せられて流動して流動層が形成され、形成された流動層中で被処理物を熱処理する熱処理炉用の熱風炉として好適に用いることができる。 The hot stove of the present embodiment is used to connect and heat a pressurized hot air to the granular material in the container by connecting to the container filled with the granular material to heat and fluidize the granular material in the container. A hot-air oven, for example, by hot air blown into a furnace filled with particulate matter, the particulate matter is heated and flows to form a fluidized bed, and the object to be treated is heat-treated in the formed fluidized bed. It can be suitably used as a hot stove for a heat treatment furnace.
図１〜図４に示すように、本実施の形態の熱風炉１は、バーナ本体４、このバーナ本体４の前端面７から燃料１８を供給するための燃料流路５、及び空気１９を供給するための空気流路６を有するバーナ２と、バーナ本体４の前端面７に接続されてなるとともに、その内部にて生じる燃焼により発生した熱風２０を加圧状態で放出する熱風放出口８が形成されてなる、筒状の耐圧性を有する燃焼室３と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
本実施の形態の熱風炉１は、バーナ２を構成するバーナ本体４の前端面７が、内側に凹んだすり鉢状の段部９が形成された形状であり、バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９の中心部に、燃料流路５から供給した燃料１８を噴出する燃料供給孔１０が形成されている。
In the
また、燃料流路５の側面に、空気流路６から供給した空気１９のうちの一の空気１９ａを噴出する一以上の第一空気供給孔１１が形成され、また、バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９に、空気流路６から供給した空気１９のうちの他の空気１９ｂを燃料１８の噴出方向と平行に噴出する一以上の第二空気供給孔１２が形成され、さらに、バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９の外周部に、空気流路６から供給した空気１９のうちの残余の空気１９ｃを噴出する第三空気供給開口部１３が形成されている。本実施の形態の熱風炉１においては、バーナ本体４とすり鉢状の段部９との間にリング状の隙間を設け、このリング状の隙間を第三空気供給開口部１３としている。このように、リング状の隙間を第三空気供給開口部１３として用いることにより、残余の空気１９ｃを均一に燃焼室３に噴出することができ、良好な燃料及び熱風の供給を実現することができる。
Further, one or more first
なお、第三空気供給開口部１３の形状については、上記したようなリング状の隙間に限定されることはなく、空気流路６から供給した空気１９のうちの残余の空気１９ｃを噴出することができる形状であればこれ以外の形状であってもよい。
Note that the shape of the third
第一空気供給孔１１は、燃料流路５の側面に形成されたものであり、燃料流路５内において予め空気の一部を燃料１８と混合させるとともに、燃料流路５の側面から燃料流路５内を直進する燃料１８に空気１９ａを混合することにより、燃料供給孔１０から噴出された燃料１８を朝顔状に広げることができる。
The first
また、第二空気供給孔１２は、バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９に形成されたものであり、すり鉢状の段部９の段からそれぞれ空気１９ｂを供給し、燃料１８の量に応じた空気１９を取り込むことができるようにしたものである。
The second
さらに、第三空気供給開口部１３は、バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９の外周部に形成されたものであり、第一空気供給孔１１及び第二空気供給孔１２から供給された空気以外の残余の空気１９ｃを供給する。この第三空気供給開口部１３から供給する空気１９ｃは燃焼に寄与することと、主に燃焼室３に導入されて熱風を形成するための空気である。なお、本実施の形態の熱風炉１においては、すり鉢状の段部９がバーナ本体４の前端面７において保持部材によって保持されることによって隙間が形成されており、この隙間が第三空気供給開口部１３となっている。
Further, the third
本実施の形態の熱風炉１において、供給する熱風２０の温度を変化させるためにバーナ２にて燃焼させる燃料の量を変える際には、燃料流路５から供給する燃料１８の量のみを変化させる。燃料流路５を通過する燃料１８は、燃料供給孔１０から噴出する前に、第一空気供給孔１１から噴出された空気１９ａと適度に混合し、その後、燃料供給孔１０からすり鉢状の段部９内へと噴出する。なお、第一空気供給孔１１から噴出される空気１９ａの量（それぞれの第一空気供給孔１１から供給される空気の合計）としては、空気流路６から供給する空気１９の全量に対して１〜１０体積％であることが好ましく、２〜５体積％であることがさらに好ましい。
In the
このように第一空気供給孔１１から噴出される空気１９ａと混合した燃料１８は、すり鉢状の段部９の中心部に形成された燃料供給孔１０から噴出した後燃焼して炎２５を生じる。この際、上記した第一空気供給孔１１から噴出される空気１９ａは、燃料１８が完全燃焼を起こすには十分な量ではないことから、すり鉢状の段部９に形成された第二空気供給孔１２から噴出された空気１９ｂのうち、燃焼に必要な量の空気を取り込んで燃焼が進行する。第二空気供給孔１２から噴出された空気１９ｂのうち燃焼に用いられなかった分の空気は、燃焼による炎によって燃焼室３の中で熱風２０となり、燃焼室３の熱風放出口８から放出される。なお、第二空気供給孔１２ａ，１２ｂから噴出される空気１９ｂの量としては、すり鉢状の段部９の一つの段に形成されている第二空気供給孔１２において、空気流路６から供給する空気１９の全量に対して１〜１０体積％であることが好ましく、２〜５体積％であることがさらに好ましい。例えば、図１に示す熱風炉１においては、すり鉢状の段部９が二段から構成されていることから、全ての第二空気供給孔１２ａ，１２ｂから供給される空気の合計としては、空気流路６から供給する空気１９の全量に対して２〜２０体積％であることが好ましく、４〜１０体積％であることがさらに好ましい。また、第三空気供給開口部１３においては、第一空気供給孔１１及び第二空気供給孔１２から供給された空気を除いた残余の空気１９ｃが噴出される。例えば、図１に示す熱風炉１においては、すり鉢状の段部９が二段から構成されていることから、空気流路６から供給する空気１９の全量に対して７０〜９７体積％であることが好ましく、７５〜９４体積％であることがさらに好ましい。
Thus, the
通常、燃料を完全燃焼させるために必要とされる空気の量としては、供給する燃料の量及び種類に応じて異なるが、一般的に、燃料の量に比べてより多くの量の空気が必要となる。燃料を液化石油ガス（ＬＰＧ）、例えば、プロパンガスとした場合、燃料の体積に対して約２４倍の空気が必要となる。従来の熱風炉においては、燃焼のガスの温度を変化させる際には、燃料と燃焼用の空気との量を同時に変化させていたため、熱風の供給量の変化が大きく、また、供給する熱風の流量が大きく変化してしまうという問題があった。 Usually, the amount of air required to burn the fuel completely depends on the amount and type of fuel being supplied, but generally more air is required than the amount of fuel. It becomes. When the fuel is liquefied petroleum gas (LPG), for example, propane gas, about 24 times as much air as the fuel volume is required. In the conventional hot air furnace, when the temperature of the combustion gas is changed, the amount of fuel and combustion air is changed at the same time. There was a problem that the flow rate changed greatly.
本実施の形態の熱風炉１においては、供給する熱風２０の温度を変化させるために燃料１８の量を変える場合には、供給する燃料１８の量のみを調整すればよく、空気流路６から供給する空気１９の量は常時一定に保つことができる。このため、従来の熱風炉と比較して、熱風の温度を変化させる際に熱風の供給量の変化が極めて小さく、特に、本実施の形態の熱風炉１においては、使用する燃料１８の量と比較して、空気１９の総量、即ち、燃焼の空気と加圧や送風用の空気との総量が非常に多いため、空気１９の量が常時一定であれば、燃料１８の量のみを多少変化させたとしても、熱風２０全体の供給量については、略一定とみなすことができる。
In the
ここで、図５〜図７を参照し、本実施の形態の熱風炉１を用いて熱風２０を供給する際における、バーナ２にて発生する炎２５の状態について説明する。ここで、図５〜図７は、本実施の形態の熱風炉を用いて熱風を供給する際における、バーナにて発生する炎の状態を模式的に示す説明図である。なお、図５は、比較的低い温度の熱風を供給する場合（即ち、供給する燃料１８が比較的少なく、炎２５が小さい場合）を示し、図７は、比較的高い温度の熱風を供給する場合（即ち、供給する燃料１８が比較的多く、炎２５が大きい場合）を示し、図６は、図５と図７との中間の温度の熱風を供給する場合（即ち、供給する燃料１８が中程度であり、炎２５の大きさも中程度である場合）を示している。
Here, the state of the
例えば、図５に示すように、供給する燃料１８が比較的少ない場合には、炎２５は、すり鉢状の段部９の一番内側の段に形成された第二空気供給孔１２ａから噴出する空気１９ｂを取り込みながら燃焼し、すり鉢状の段部９の二段目の段に形成された第二空気供給孔１２ｂから噴出する空気１９ｂ、及びすり鉢状の段部９の外周部に形成された第三空気供給開口部１３から噴出する空気１９ｃは燃焼に寄与する量が極端に少なく、燃焼室３に導入されて熱風２０となる。
For example, as shown in FIG. 5, when the supplied
また、図６に示すように、供給する燃料１８が中程度の場合には、炎２５は、すり鉢状の段部９の一番内側及び二段目の段に形成された第二空気供給孔１２ａ，１２ｂから噴出する空気１９ｂを取り込みながら燃焼し、すり鉢状の段部９の外周部に形成された第三空気供給開口部１３から噴出する空気１９ｃは、燃焼に寄与する量が少なく、燃焼室３に導入されて熱風２０となる。
As shown in FIG. 6, when the supplied
そして、図７に示すように、供給する燃料１８が比較的多い場合には、炎２５は、すり鉢状の段部９の外周部に形成された第三空気供給開口部１３から噴出する空気１９ｃまでを取り込みながら燃焼する。なお、図５〜図７においては、説明上、バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９の形状に対応するように、バーナ２によって発生させる炎２５の大きさを三段階に分けて説明しているが、例えば、すり鉢状の段部９の二段目に形成された第二空気供給孔１２ｂから供給される空気１９ｂの一部が燃焼に用いられ、その空気１９ｂの残りが燃焼室３に導入されるような、図５と図６との間の大きさの炎２５を発生させることもできる。
And as shown in FIG. 7, when the
このように、本実施の形態の熱風炉１においては、バーナ本体４の前端面７にすり鉢状の段部９が形成され、その段部９に、空気流路６から供給した空気１９の一部を、燃料１８の噴出方向と平行に噴出する一以上の第二空気供給孔１２が形成されていることから、供給する燃料１８に適した量の空気１９をすり鉢状の段部９にて取り込むことができ、燃料の量のみ変化させたとしても、失火、異常燃焼（例えば、脈動や振動燃焼等）、不完全燃焼等を起こすことがない。
As described above, in the
上記したように、バーナ本体４の前端面７におけるすり鉢状の段部９は、炎２５が燃焼する際に、供給される燃料１８に適した量の空気１９を取り込むために形成されたものであり、燃料１８の変化に応じて必要となる空気１９を良好に取り込むことができるように、すり鉢状の段部９が二以上の段から構成されたものであることが好ましい。なお、このすり鉢状の段部９の全ての段には、それぞれ第二空気供給孔１２が形成されている。
As described above, the mortar-shaped
また、本実施の形態の熱風炉１においては、すり鉢状の段部９の中心部に形成された燃料供給孔１０から放射状且つ均等に炎２５が広がるように、第二空気供給孔１２が、すり鉢状の段部９を構成する一つの段に、３〜１２個、等間隔で形成されていることが好ましい。
Further, in the
バーナ本体４は、燃料流路５と空気流路６とが内部に配設され、すり鉢状の段部９が形成された前端面７から燃料１８と空気１９とを噴出して燃焼を生じさせるためのものである。
The
バーナ本体４は、前端面７に上記のような形状のすり鉢状の段部９が形成されたものであり、且つ、この前端面７には加圧状態の熱風２０の圧力が加わるため、熱風２０の圧力に耐え得る耐圧性を有したものであれば、それ以外の構成については特に制限ない。本実施の形態の熱風炉１においては、使用圧力、即ち、供給する熱風２０の最大圧力の二倍以上の圧力に耐え得る耐圧性を有していることが好ましく、さらに、安全性を考慮して四倍以上の圧力に耐え得る耐圧性を有していてもよい。なお、本実施の形態の熱風炉１においては、１０〜５０ｋＰａ程度の耐圧性を有していることが好ましい。
The
バーナ本体４の材質については、比較的温度の低い箇所（例えば、３５０℃以下）には、例えば、ＳＳ４００等の普通鋼材を好適に用いることができる。また、上記の部位よりも温度が高く、且つ８００℃程度以下の温度となる部位については、ステンレス材、例えば、ＳＵＳ３０４，３１０Ｓ等の耐熱鋼材を好適に用いることができる。
As for the material of the
また、燃焼室３の内面は、炉内温度、耐火温度、施工可能厚さ、強度、スポーリング性等を考慮して適宜選択して決定することができ、例えば、耐火キャスタブル等を好適に用いることができる。燃焼室３の外面は、耐圧性、即ち、燃焼室内の圧力を考慮して適宜選択して決定することができ、例えば、ＳＳ４００等の普通鋼材等を好適に用いることができる。また、燃焼室３の中間面は、表面温度、耐火温度、施工時の破水対策や厚さ等を考慮して適宜選択して決定することができ、断熱ボード等を好適に用いることができる。
Further, the inner surface of the
なお、本実施の形態の熱風炉１においては、図８に示すように、燃料流路５が、燃料の主たる供給量を調節するガス流量調節弁３３を有する第一燃料流路５ａと、燃料の供給量を微調節するガス流量微調節弁３４を有する微量調節用の第二燃料流路５ｂとを有するものであることが好ましい。このように燃料流路５が、第一燃料流路５ａと第二燃料流路５ｂとを有するものとすることにより、燃料１８（図２参照）の供給量の微調整を行うことができ、熱風２０（図１参照）の温度を精密に制御することができる。なお、従来、熱風炉を構成するバーナにおいては、燃料流路は一つであり、この燃料流路において、流路の開閉から流量の微調節まで全てが行われていた。ここで、図８は、図１に示す熱風炉に用いられるバーナを構成する燃料流路の構成を示す説明図である。
In the
上記のガス流量調節弁３３を有する第一燃料流路５ａは、燃料の大部分の量を供給するための燃料流路である。そのため、この第一燃料流路５ａに設けられるガス流量調節弁３３は、大流量の調整を行うための流量調節弁である。
The first
一方、第二燃料流路５ｂは、燃料流路５の一部にて第一燃料流路５ａと分岐した燃料流路であり、熱風２０の温度調節を行う際の燃料１８の微調節ができるように、燃料１８の供給量を微調節するガス流量微調節弁３４が設けられたものである。従来の熱風炉のように全ての燃料が一つの燃料流路にて供給及び流量の調節を行うのではなく、燃料１８の一部を第二燃料流路５ｂの振り分岐してから流量の調節を行うことにより、精密な流量制御を実現することができる。なお、図８に示すように、第一燃料流路５ａと第二燃料流路５ｂとは、各流量調節弁３３，３４にて流量を調節した後に再び合流させて一本の燃料流路５とすることが好ましい。
On the other hand, the second
なお、本実施の形態の熱風炉１においては、図９に示すように、第二燃料流路のガス流量微調節弁３４が、回転式の流量調節ハンドル３５と、回転駆動する駆動ハンドル３７をもつ駆動手段３６とを有し、ガス流量微調節弁３４の流量調節ハンドル３５と、駆動手段３６の駆動ハンドル３７とが、クランク２２及び連結リンク２１からなる両クランク機構２３によって接続され、駆動手段３６の駆動ハンドル３７を回転駆動して流量調節ハンドル３５を駆動するものであることが好ましい。なお、この駆動手段３６は、実際に供給している熱風の温度を計測し、この計測した温度と設定温度との差から燃料の供給量を調節するための信号を送信する制御手段によって制御することができる。
In the
特に、本実施の形態の熱風炉１においては、図１０に示すように、流量調節ハンドル３５側のクランク２２ａの長さが、駆動ハンドル３７側のクランク２２ｂの長さよりも大であることが好ましい。このように構成することによって、駆動ハンドル３７側のクランク２２ｂの振幅を、連結リンク２１を介して、流量調節ハンドル３５側のクランク２２ａにより大きな振幅として伝達することができ、ガス流量微調節弁３４の微調節が容易になる。このような方法によってガスの流量を微調整することにより、熱風の温度を、設定温度に対して−０．２〜０．２％の範囲に制御することが可能となる。
In particular, in the
なお、第二燃料流路５ｂのガス流量微調節弁３４については、図９及び図１０に示すような両クランク機構２３を用いた燃料の流量調整が容易になるように、流量調節ハンドル３５の振幅と、ガス流量微調節弁３４におけるガスの通過面積とが比例関係となるように構成されたものであることが好ましい。
Note that the gas flow rate
また、特に限定されることはないが、第二燃料流路５ｂのガス流量微調節弁３４としては、例えば、Ｖポートバルブを好適に用いることができる。このＶポートバルブは、三角溝によって変化する開口部を有していることから、バルブ内に異物等が詰まり難く、ガス流量の変化が生じにくい。
Although not particularly limited, for example, a V port valve can be suitably used as the gas flow rate
また、第一燃料流路５ａのガス流量微調節弁３３は、従来公知のニードルバルブ等を好適に用いることができる。
As the gas flow rate
図１〜図４に示すように、空気流路６は、燃料流路５の側面に形成された一以上の第一空気供給孔１１と、バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９に形成された第二空気供給孔１２と、バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９の外周部に形成された第三空気供給開口部１３とにつながっており、空気流路６にて供給した空気１９は、第一空気供給孔１１、第二空気供給孔１２、及び第三空気供給開口部１３からそれぞれ噴出される。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
なお、燃料流路５及び空気流路６の材料としては、耐熱性に優れることから、ステンレス、Ｎｉ基合金等の耐熱合金、又はムライト、再結晶ＳｉＣ、Ｓｉ−ＳｉＣ等のセラミックスを好適に用いることができる。
In addition, since it is excellent in heat resistance as a material of the
燃焼室３は、例えば、図１及び図１１に示すように、耐圧性を有する筒状に形成されたものであり、バーナ本体４の前端面７に接続されてなるとともに、その内部にて生じる燃焼により発生した熱風２０を加圧状態で放出する熱風放出口８が形成されている。ここで、図１１は、本実施の形態の熱風炉の他の例を模式的に示す断面図である。なお、図１に示す熱風炉と同様に構成されている各要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
For example, as shown in FIGS. 1 and 11, the
燃焼室３の熱風放出口８は、燃焼室３の中で生じた熱風２０を粒状物が充填された容器へと導くためのものであり、均一な温度の熱風２０を放出することができるように、燃焼室３のバーナ本体４が配設された端面から離れた部位に形成されていることが好ましい。
The hot
特に、本実施の形態の熱風炉１においては、図１に示すように、熱風放出口８が、燃焼室３におけるバーナ本体４が配設された端面とは反対側の端面近傍の側面に形成されていることが好ましい。このように構成することによって、バーナ２の炎２５によって加熱された熱風２０は、燃焼室３における、バーナ本体４の前端面７が接続されている側とは反対側の端面に一旦衝突することとなり、熱風２０の混合が促進されるとともに、静圧部分から動圧部分への急激な変化によって、良好に混ざり合った状態で燃焼室３の側面に形成された熱風放出口８から放出される。
In particular, in the
また、燃焼室３の側面に熱風放出口８が形成されたものである場合には、図１２に示すように、例えば、粒状物が充填された容器２７に接続して用いる場合に、図１３や図１４に示すような、燃焼室３におけるバーナ本体４の前端面７が接続されている側とは反対側の端面に熱風放出口８を形成した熱風炉１を接続した場合と比較して、熱風炉１の設置面積を少なくすることができる。ここで、図１２〜図１４は、粒状物が充填された容器に熱風炉を接続した状態を模式的に示す説明図である。
When the hot
また、図１に示すように、本実施の形態の熱風炉１においては、空気流路６の第一空気供給孔１１、第二空気供給孔１２、及び第三空気供給開口部１３によって熱風２０を形成するための全ての空気を供給するのではなく、例えば、燃焼室３に空気を導入する補助空気流路１４を別途備え、この補助空気流路１４に形成された補助空気孔１５から、補助的に空気（補助空気１６）を供給する構成としたものであってもよい。例えば、供給する熱風の量が比較的に少ない場合には、空気流路６の第一空気供給孔１１、第二空気供給孔１２、及び第三空気供給開口部１３から供給する空気１９にて熱風２０を生成し、供給する熱風の量が比較的に多くなった場合には、補助空気流路１４の補助空気孔１５から補助空気１６を別途供給して、燃焼室３内にて混合して熱風２０を生成することができる。
As shown in FIG. 1, in the
また、本実施の形態の熱風炉１においては、バーナ本体４の後方側の端面２６（前端面７の反対側）に配設され、バーナ本体４の後方側の端面２６から燃料流路５内を経由して、バーナ本体４の炎２５の監視を行う炎監視器２４ａをさらに備えたものであることが好ましい。従来公知のバーナの場合、炎の監視を行う炎監視器は、バーナ本体の前端面側に配置されて炎の監視を行うが一般的であるが、この場合、バーナ本体の前端面側の炎が小さくなると認識することができなくなることがある。図１及び図２に示すように、バーナ本体４の後方側の端面２６から燃料流路５内を経由して炎２５の監視を行う場合には、炎２５の背面側から貫くようにして監視を行うため、炎２５の大小に関わらず正確な監視を行うことができる。
Further, in the
また、本実施の形態の熱風炉１においては、バーナ本体４の炎２５の監視を行う炎監視器２４ｂを、燃焼室３における、バーナ本体４が接続された側とは反対側の端部にさらに備えたものであってもよい。特に、図１に示す熱風炉１は、熱風放出口８が、燃焼室３におけるバーナ本体４が配設された端面とは反対側の端面近傍の側面に形成されているため、バーナ本体４が接続された側とは反対側の端部に炎監視器２４ｂを容易に設置することができる。
Further, in the
このような炎監視器２４ａ，２４ｂとしては、紫外線光電管を有し、炎２５に含まれる紫外線を検出し、この紫外線を光電変換して電気的な信号を発信する炎監視器を好適例として挙げることができる。
As such flame monitors 24a and 24b, a flame monitor that has an ultraviolet photoelectric tube, detects ultraviolet rays contained in the
なお、本実施の形態の熱風炉１においては、加圧状態の熱風２０を容器２７（図１２参照）に供給するものであることから、燃焼室３の熱風放出口８は耐圧性のフランジ等によって構成されている。
In the
本実施の形態の熱風炉１に用いられる燃焼室３の大きさとしては、筒状の燃焼室３の軸方向の長さが、燃焼する炎以上の長さであることが好ましく、燃焼室３の熱風放出口８までの長さが、この燃焼する炎以上の長さであることがさらに好ましい。このように構成することによって、燃焼室３内において、熱風２０が良好に混ざり合い、均等な温度の熱風炉を供給することができる。
The size of the
また、燃焼室３の材料について特に制限はないが、例えば、燃焼室３内の温度以上の耐火度を有した耐火材を好適に用いることができる。なお、従来の熱風炉においては、例えば、発生する熱風の温度が１５０〜３５０℃程度の比較的に低い温度である場合には二重ケーシングの構造が採用されているが、本実施の形態の熱風炉１においては、簡便な一重ケーシングの構造を採用することが好ましい。
Moreover, although there is no restriction | limiting in particular about the material of the
以下、本発明を実施例に基づき、さらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
（実施例１）
図１〜図４に示すような、内側に凹んだすり鉢状の段部９が形成された形状の前端面７を有するバーナ本体４、バーナ本体４の前端面７から燃料１８を供給するための燃料流路５、及び空気１９を供給するための空気流路６を有するバーナ２と、バーナ本体４の前端面７に接続されてなるとともに、その内部にて生じる燃焼により発生した熱風２０を加圧状態で放出する熱風放出口８が形成されてなる、筒状の耐圧性を有する燃焼室３と、を備えた熱風炉１を製造した。
Example 1
As shown in FIGS. 1 to 4, a
バーナ本体４の前端面７のすり鉢状の段部９は二段からなり、前端面側の一段目の開口部の直径は１１７ｍｍ、二段目の開口部の直径は８９ｍｍである。また、すり鉢状の段部９の中心部に形成された燃料供給孔１０の開口部の直径は４９ｍｍである。また、本実施例の熱風炉１は、バーナ本体４の後方側の端面２６から燃料流路５内を経由して、バーナ本体４の炎２５の監視を行う炎監視器２４ａをさらに備えている。
The mortar-shaped
本実施例の熱風炉を粒状物が充填された容器に接続し、燃料供給孔から燃料ガスとしてＬＰＧガスを噴出させるとともに、第一空気供給孔、第二空気供給孔及び第三空気供給開口部から空気を噴出させ、バーナ本体の前端面にて燃焼を生じさせた。なお、燃料ガスは、熱風炉の最大供給量を１００％とし、その最大供給量の５０％、２０％、１０％、及び５％に供給量を変化させて燃焼を行った。なお、空気の供給量は、供給する燃料の理論燃焼空気量を１とした際の割合（以下、「空気比」という）で示している。 The hot stove of this embodiment is connected to a container filled with particulate matter, and LPG gas is ejected as fuel gas from the fuel supply hole, and the first air supply hole, the second air supply hole, and the third air supply opening. Air was blown out from the front, and combustion was caused on the front end face of the burner body. The fuel gas was burned by changing the supply amount to 50%, 20%, 10%, and 5% of the maximum supply amount with the maximum supply amount of the hot stove as 100%. The air supply amount is shown as a ratio (hereinafter referred to as “air ratio”) when the theoretical combustion air amount of the supplied fuel is 1.
本実施例においては、上記したそれぞれの燃焼供給量において、空気の供給量を表１における空気比の範囲で変化させ、その際の着火性（失火の有無）、燃焼性（燃焼の安定状態）、及び炎監視電流値（正常な炎監視が可能であるか）について評価を行った。上記評価について、問題なしの場合は○（良好）、やや問題ありの場合は△（やや不良）、問題ありの場合は×（不良）とした。評価結果を表１に示す。 In the present embodiment, in each of the above combustion supply amounts, the air supply amount is changed within the range of the air ratio in Table 1, and the ignitability (presence / absence of misfire) and combustibility (stable combustion state) And flame monitoring current values (whether normal flame monitoring is possible). Regarding the above evaluation, “Good” indicates that there is no problem, “Good” indicates that there is a problem, and “No” indicates that there is a problem. The evaluation results are shown in Table 1.
（比較例１）
バーナ本体の前端面が平坦である従来の熱風炉（比較例１）を用いて、実際例１と同様に、熱風炉を粒状物が充填された容器に接続し、燃料供給孔から燃料ガスとしてＬＰＧガスを噴出させるとともに、空気供給孔から空気を噴出させ、バーナ本体の前端面にて燃焼を生じさせた。なお、この比較例１の熱風炉は、燃焼室の側面に炎監視器を備えている。
(Comparative Example 1)
Using a conventional hot stove (Comparative Example 1) in which the front end surface of the burner body is flat, the hot stove is connected to a container filled with particulate matter in the same manner as in Example 1, and fuel gas is supplied from the fuel supply hole. LPG gas was ejected and air was ejected from the air supply hole to cause combustion on the front end surface of the burner body. In addition, the hot stove of this comparative example 1 is equipped with the flame monitor on the side surface of the combustion chamber.
燃料ガスは、熱風炉の最大供給量を１００％とし、その最大供給量の５０％、２０％、及び１０％に供給量を変化させ、また、バーナ本体から供給する空気は、表２に示す空気比の範囲で変化させた。実施例１と同様の方法にて、それぞれの燃焼条件における着火性、燃焼性、及び炎監視電流値について評価を行った。評価結果を表２に示す。なお、比較例１の熱風炉は、燃料ガスの供給量を５％まで絞ることは構造上不可能であった。 The maximum supply amount of the hot stove is 100%, the supply amount is changed to 50%, 20%, and 10% of the maximum supply amount. The air supplied from the burner body is shown in Table 2. The air ratio was varied. In the same manner as in Example 1, the ignitability, the combustibility, and the flame monitoring current value in each combustion condition were evaluated. The evaluation results are shown in Table 2. Note that the hot stove of Comparative Example 1 was structurally impossible to reduce the supply amount of fuel gas to 5%.
実施例１の熱風炉は、各燃料の供給量における空気比（１．２から最大１９．２）の範囲において、全て良好な結果を得ることができた。一方で、比較例１の熱風炉は、空気比が１．５を超えるあたりから着火性及び燃焼性が低下し、さらに、炎監視器を燃焼室の側面に備えているため、バーナの炎が小さくなると炎監視が不可能になってしまった。 The hot stove of Example 1 was able to obtain good results in the range of the air ratio (1.2 to maximum 19.2) in each fuel supply amount. On the other hand, the hot stove of Comparative Example 1 has low ignitability and combustibility since the air ratio exceeds 1.5, and further has a flame monitor on the side of the combustion chamber. When it gets smaller, flame monitoring becomes impossible.
本発明の熱風炉は、粒状物が充填された容器に接続し、この容器内の粒状物に加圧した熱風を供給して、粒状物を加熱及び流動化するために用いることができる。特に、本発明の熱風炉は、供給する熱風の温度を変化させたとしても、熱風の供給量を略一定に保持することができる。 The hot air furnace of the present invention can be used for heating and fluidizing a granular material by connecting it to a container filled with granular material and supplying pressurized hot air to the granular material in the container. In particular, the hot stove of the present invention can keep the supply amount of hot air substantially constant even when the temperature of the hot air supplied is changed.
１：熱風炉、２：バーナ、３：燃焼室、４：バーナ本体、５：燃料流路、５ａ：第一燃料流路、５ｂ：第二燃料流路、６：空気流路、７：前端面、８：熱風放出口、９：すり鉢状の段部、１０：燃料供給孔、１１：第一空気供給孔、１２，１２ａ，１２ｂ：第二空気供給孔、１３：第三空気供給開口部、１４：補助空気流路、１５：補助空気孔、１６：補助空気、１８：燃料、１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ：空気、２０：熱風、２１：連結リンク、２２，２２ａ，２２ｂ：クランク、２３：両クランク機構、２４ａ，２４ｂ：炎監視器、２５：炎、２６：端面（後方側の端面）、２７：容器、３３：ガス流量調節弁、３４：ガス流量微調節弁、３５：流量調節ハンドル、３６：駆動手段、３７：駆動ハンドル。 1: hot air furnace, 2: burner, 3: combustion chamber, 4: burner body, 5: fuel flow path, 5a: first fuel flow path, 5b: second fuel flow path, 6: air flow path, 7: front end 8: hot air discharge port, 9: mortar-shaped step, 10: fuel supply hole, 11: first air supply hole, 12, 12a, 12b: second air supply hole, 13: third air supply opening , 14: auxiliary air flow path, 15: auxiliary air hole, 16: auxiliary air, 18: fuel, 19, 19a, 19b, 19c: air, 20: hot air, 21: connecting link, 22, 22a, 22b: crank, 23: Both crank mechanisms, 24a, 24b: Flame monitor, 25: Flame, 26: End face (end face on the rear side), 27: Container, 33: Gas flow rate control valve, 34: Gas flow fine control valve, 35: Flow rate Adjustment handle, 36: drive means, 37: drive handle.
Claims (10)
バーナ本体、前記バーナ本体の前端面から燃料を供給するための燃料流路、及び空気を供給するための空気流路を有するバーナと、前記バーナ本体の前記前端面に接続されてなるとともに、その内部にて生じる燃焼により発生した熱風を加圧状態で放出する熱風放出口が形成されてなる、筒状の耐圧性を有する燃焼室と、を備え、
前記バーナ本体の前記前端面が、内側に凹んだすり鉢状の段部が形成された形状であり、前記バーナ本体の前記前端面の前記すり鉢状の段部の中心部に、前記燃料流路から供給した前記燃料を筒状の前記燃焼室の軸方向に噴出する燃料供給孔が形成され、且つ、
前記燃料流路の側面に、前記空気流路から供給した前記空気のうちの一の空気を噴出する一以上の第一空気供給孔が形成され、前記バーナ本体の前記前端面の前記すり鉢状の段部に、前記空気流路から供給した前記空気のうちの他の空気を前記燃料の噴出方向と平行に噴出する一以上の第二空気供給孔が形成され、前記バーナ本体の前記前端面の前記すり鉢状の段部の外周部に、前記空気流路から供給した前記空気のうちの残余の空気を噴出する第三空気供給開口部が形成された熱風炉。 A hot air furnace used for heating and fluidizing the granular material in the container by connecting to the container filled with the granular material, supplying pressurized hot air to the granular material in the container ,
A burner body, a fuel flow path for supplying fuel from the front end face of the burner body, and a burner having an air flow path for supplying air, and connected to the front end face of the burner body; A combustion chamber having a tubular pressure resistance, which is formed with a hot air discharge port for discharging hot air generated by combustion generated inside in a pressurized state;
The front end surface of the burner body has a shape in which a mortar-shaped step portion recessed inward is formed, and the fuel flow channel is formed at the center of the mortar-shaped step portion of the front end surface of the burner body. A fuel supply hole for ejecting the supplied fuel in the axial direction of the cylindrical combustion chamber is formed; and
One or more first air supply holes for ejecting one of the air supplied from the air flow path are formed on a side surface of the fuel flow path, and the mortar-like shape on the front end surface of the burner body is formed. In the step portion, one or more second air supply holes for ejecting other air out of the air supplied from the air flow path in parallel with the fuel ejection direction are formed, and the front end surface of the burner body is formed. The hot stove in which the 3rd air supply opening part which ejects the remaining air of the said air supplied from the said air flow path was formed in the outer peripheral part of the said mortar-shaped step part.
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