JP5878420B2 - Wall radiant burner - Google Patents
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Description
本発明は、処理材をより均一に加熱することが可能な壁面輻射式バーナーに関する。 The present invention relates to a wall surface radiation type burner capable of heating a treatment material more uniformly.
処理材を加熱するバーナーとしては、例えば、処理材の側方に位置する炉壁から処理材に向かって、当該処理材とほぼ平行な火炎を生成するバーナーであって、処理材や炉内雰囲気を加熱するものが知られている。このようなバーナーは、燃料が放射状に噴出されて円錐状の火炎が形成される。すなわち、火炎の断面形状がほぼ円形をなすため、処理材において火炎に近い部位と火炎から離れた部位とで、加熱状態が相違して、処理材を均一に加熱することが難しい。 The burner for heating the treatment material is, for example, a burner that generates a flame substantially parallel to the treatment material from the furnace wall located on the side of the treatment material toward the treatment material. What heats is known. In such a burner, fuel is ejected radially to form a conical flame. That is, since the cross-sectional shape of the flame is substantially circular, the heating condition is different between the portion near the flame and the portion away from the flame in the treatment material, and it is difficult to heat the treatment material uniformly.
このような問題に対し、扁平形状で厚さの薄い火炎を形成して処理材を加熱するために、火炎を広げるようにした装置が特許文献1及び2で知られている。
With respect to such a problem,
特許文献1の「フレームを広げる装置並びにこの装置を使用した炉」は、燃焼ガスと燃焼支援ガスの一方からなる主ジェット流を導く主ノズルと、主ジェット流の回りを流れ、実質的に一定な幅を有し、燃焼ガスと燃焼支援ガスの他方からなる二次ジェット流を導く二次ノズルと、コアンダ効果により二次ジェット流を主ジェット流中に吸引させて二次ジェット流を偏向させて二次ジェット流と主ジェット流とを混合してフレームを形成するように二次ジェット流に正接的に配置された湾曲面とを有するものである。 Patent Document 1 “A device for expanding a frame and a furnace using this device” has a main nozzle for guiding a main jet flow composed of one of combustion gas and combustion support gas, and flows around the main jet flow, and is substantially constant. Secondary nozzle that guides the secondary jet flow consisting of the other of combustion gas and combustion support gas, and deflects the secondary jet flow by sucking the secondary jet flow into the main jet flow by the Coanda effect And a curved surface arranged tangentially to the secondary jet stream so as to mix the secondary jet stream and the main jet stream to form a frame.
特許文献2の「スリットノズル型バーナ、又はスリットノズル型リジェネレーティングバーナを取り付けたウオーキングビーム式金属加熱炉」は、扁平形状のバーナ火炎を有するスリットノズル型バーナ又はスリットノズル型リジェネバーナを炉の側壁に取り付けて、炉の全高さ約2,500mmと背の低い、建設費の安い、省エネルギー化された新型のウオーキングビーム式金属加熱炉を建設するものである。
しかしながら、厚さの薄い扁平形状の火炎を形成することは難しい。また、単に平坦な扁平形状の火炎を形成して処理材を加熱するだけでは、熱分布が均一になるように処理材を加熱することは困難である。 However, it is difficult to form a thin flat flame. Moreover, it is difficult to heat the treatment material so that the heat distribution becomes uniform simply by forming a flat and flat flame and heating the treatment material.
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、処理材をより均一に加熱することが可能な壁面輻射式バーナーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a wall surface radiant burner capable of heating a treatment material more uniformly.
本発明にかかる壁面輻射式バーナーは、処理材と対向する輻射壁面を形成する炉体エレメントに、コアンダ効果を生じる燃焼用空気の空気流を吹き出す第1開口部と、燃焼後の排ガスを排出する第2開口部と、これら第1開口部及び第2開口部の間に配置され、燃料を吹き出す複数の第3開口部とを形成し、上記第1開口部から吹き出され上記炉体エレメントの上記輻射壁面に沿って上記第2開口部に向かう上記燃焼用空気の空気流に、上記複数の第3開口部から上記燃料を分散して供給することで、該輻射壁面に沿って当該輻射壁面を加熱する扁平火炎を生成し、上記輻射壁面からの輻射熱によって上記処理材を加熱することを特徴とする。 The wall surface radiant burner according to the present invention discharges a first opening that blows an air flow of combustion air that produces a Coanda effect to a furnace body element that forms a radiant wall surface facing a treatment material, and exhausts exhaust gas after combustion. A second opening and a plurality of third openings that are disposed between the first opening and the second opening and blow out the fuel are formed, and are blown out from the first opening and the above-mentioned of the furnace element. Dispersing and supplying the fuel from the plurality of third openings to the air flow of the combustion air that travels along the radiation wall toward the second opening, thereby causing the radiation wall to flow along the radiation wall. A flat flame to be heated is generated, and the treatment material is heated by radiant heat from the radiant wall surface.
また、本発明にかかる壁面輻射式バーナーは、処理材と対向する輻射壁面を形成する炉体エレメントに、コアンダ効果を生じる燃焼用空気の空気流の吹き出しと燃焼後の排ガスの排出の切替が交番式に行われる第1開口部及び第2開口部と、これら第1開口部及び第2開口部の間に配置され、燃料を吹き出す複数の第3開口部とを形成し、上記第1開口部及び第2開口部のいずれか一方から吹き出され上記炉体エレメントの上記輻射壁面に沿って当該第1開口部及び第2開口部のいずれか他方に向かう上記燃焼用空気の空気流に、上記複数の第3開口部から上記燃料を分散して供給することで、該輻射壁面に沿って当該輻射壁面を加熱する扁平火炎を生成し、上記輻射壁面からの輻射熱によって上記処理材を加熱することを特徴とする。 Further, the wall surface radiation type burner according to the present invention alternately switches the blowing of the air flow of combustion air that causes the Coanda effect and the discharge of exhaust gas after combustion to the furnace body element that forms the radiation wall surface facing the treatment material. Forming the first opening and the second opening, and a plurality of third openings arranged between the first opening and the second opening and for blowing out the fuel, the first opening And a plurality of the air flows of the combustion air that are blown out from any one of the first opening and the second opening toward the other one of the first opening and the second opening along the radiation wall surface of the furnace body element. The fuel is dispersed and supplied from the third opening to generate a flat flame that heats the radiant wall along the radiant wall, and the treatment material is heated by radiant heat from the radiant wall. Features.
前記第1開口部及び第2開口部には、流路を介して蓄熱体が接続され、該蓄熱体には、排ガスの熱を蓄熱して燃焼用空気を加熱するために、これら排ガスと燃焼用空気が交互に流通されることを特徴とする。 A heat accumulator is connected to the first opening and the second opening via a flow path. The heat accumulator burns with the exhaust gas in order to store the heat of the exhaust gas and heat the combustion air. The working air is circulated alternately.
前記第3開口部は、燃料を燃焼用空気の空気流に沿わせて供給するために、燃焼用空気の空気流の流れ方向に沿った方向に向けて形成されることを特徴とする。 The third opening may be formed in a direction along a flow direction of the air flow of the combustion air in order to supply fuel along the air flow of the combustion air.
前記第3開口部は、燃料を燃焼用空気の空気流と対向する方向に向かって供給するために、燃焼用空気の空気流の流れと対向する方向に向かって形成されることを特徴とする。 The third opening is formed in a direction opposite to the flow of combustion air in order to supply fuel in a direction opposite to the flow of combustion air. .
複数の前記第3開口部は、空気流の流れ方向に対して互いに反対方向を向く2つ一組が対で形成され、前記第1開口部及び第2開口部で空気流の吹き出しと排ガスの排出の切替が交番式に行われることに応じて、いずれか一方の向きの該第3開口部から燃料が吹き出されることを特徴とする。 The plurality of third openings are formed as a pair of two facing each other in the opposite direction with respect to the flow direction of the air flow, and the blowout of the air flow and the exhaust gas are performed at the first opening and the second opening. According to the fact that the switching of the discharge is performed alternately, the fuel is blown out from the third opening in either direction.
複数の前記第3開口部は、燃料を分配して供給することを特徴とする。 The plurality of third openings distribute and supply fuel.
前記第3開口部は、吹き出した燃料の流れがコアンダ効果を生じる形態で形成されることを特徴とする。 The third opening is formed in a form in which the flow of fuel blown out causes a Coanda effect.
燃焼用空気の空気流を吹き出す前記第1開口部及び第2開口部の少なくともいずれか一方には、その奥に配置して、これら第1及び第2開口部の少なくともいずれか一方から火炎を吹き出させるために、吹き出される燃焼用空気の空気流に予め燃料を混合するための燃料供給手段が設けられることを特徴とする。 At least one of the first opening and the second opening that blows out the air flow of combustion air is disposed behind the first opening and the second opening, and a flame is blown out from at least one of the first and second openings. In order to achieve this, a fuel supply means for mixing fuel in advance with the air flow of the combustion air to be blown out is provided.
少なくとも前記第1開口部及び第3開口部は、空気流と交差する方向に沿って長い扁平なノズル状に形成されていることを特徴とする。 At least the first opening and the third opening are formed in a flat nozzle shape that is long along a direction intersecting the air flow.
本発明にかかる壁面輻射式バーナーにあっては、処理材をより均一に加熱することができる。 In the wall surface radiation type burner according to the present invention, the treatment material can be heated more uniformly.
以下に、本発明にかかる壁面輻射式バーナーの好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。第1実施形態に係る壁面輻射式バーナー1は基本的には、図1及び図2に示すように、処理材と対向する輻射壁面2を形成する炉体エレメント8に、コアンダ効果を生じる燃焼用空気Cの空気流を吹き出す第1開口部3と、燃焼後の排ガスEを排出する第2開口部4と、これら第1開口部3及び第2開口部4の間に配置され、燃料ガスFのガス流を吹き出す複数の第3開口部5とを形成し、第1開口部3から吹き出され炉体エレメント8の輻射壁面2に沿って第2開口部4に向かう燃焼用空気Cの空気流に、複数の第3開口部5から燃料ガスFのガス流を分散して供給することで、輻射壁面2に沿って当該輻射壁面2を加熱する扁平火炎fを生成し、輻射壁面2からの輻射熱によって処理材(図示せず)を加熱するように構成される。
Hereinafter, preferred embodiments of a wall surface radiation type burner according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The wall surface radiant burner 1 according to the first embodiment is basically for combustion, as shown in FIGS. 1 and 2, in which a Coanda effect is generated in a
複数の第3開口部5は、燃料ガスFを分配して供給する。第1開口部3、第2開口部4及び第3開口部5は、燃焼用空気Cの空気流や燃料ガスFのガス流と交差する方向に沿って長い扁平なノズル状に形成される。
The plurality of
図1は、第1実施形態に係る壁面輻射式バーナー1の縦断面図である。図2は、輻射壁面2に設けられた第1開口部3、第2開口部4及び第3開口部5を示す、壁面輻射式バーナー1の底面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a wall surface radiant burner 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a bottom view of the wall surface radiation type burner 1 showing the
炉体エレメント8は耐火材で形成され、一対の炉壁25上に架設されることにより、加熱炉などの炉体の天井を構成する。炉体エレメント8は、炉体内部に面して天井面を形成し、この天井面が、処理材と対向する輻射壁面2として形成される。炉体エレメント8は、ほぼ直方体状をなし、加熱炉内にて搬送される処理材の搬送方向と直交する方向が長手方向となる、ほぼ長方形の輻射壁面2を形成する。
The
炉体エレメント8の、輻射壁面2となる天井面には、図2に示すように、その長手方向の両端部側に、処理材の搬送方向に沿うスリット状をなす第1開口部3及び第2開口部4がそれぞれ開口形成される。第1開口部3と第2開口部4との間の領域には、処理材の搬送方向に沿うスリット状をなす第3開口部5が適宜間隔を隔てて複数(図2では4つ)形成される。
As shown in FIG. 2, the ceiling surface of the
炉体エレメント8には、第1開口部3に接続して給気流路9aが形成され、第2開口部4に接続して排気流路9bが形成され、各第3開口部5それぞれに接続して燃料流路10が形成される。第1開口部3からは、炉内に向かって、給気流路9aから供給される燃焼用空気Cの空気流が吹き出される。排気流路9bに接続された第2開口部4は、排気流路9bに生じる吸引作用により、炉内から燃焼後の排ガスEを排出する。第3開口部5からは、燃料流路10を介して、炉内に向かって燃料ガスFのガス流が吹き出される。
The
給気流路9aと輻射壁面2とは、第1開口部3を介して、連続する曲面11によって接続され、これにより燃焼用空気Cの空気流にコアンダ効果を生じさせることができる。図示例では、給気流路9aは、上下方向の直進経路12と、第1開口部3側に接続されて、炉体エレメント8の輻射壁面2側に湾曲する湾曲経路13とを有している。
The supply
すなわち、給気流路9aは、上部では上下方向に直進し、輻射壁面2側となる下部では、炉体エレメント8の長手方向において反対側に位置する第2開口部4側に向かうように湾曲している。これにより、第1開口部3から、燃焼用空気Cが斜め方向に輻射壁面2に沿って吹き出される。吹き出された燃焼用空気Cの空気流は、輻射壁面2に沿って、排気を行う第2開口部4へ向かって流れる。
That is, the air
本実施形態では、排気流路9bと輻射壁面2とは、排気作用を円滑化するために、第2開口部3を介して、連続する曲面11によって接続されている。
In this embodiment, the
燃料流路10は、上下方向の直進経路15により、第3開口部5と接続され、輻射壁面2直下へ向かって燃料ガスFのガス流を吹き出す。燃料流路10には、これを開閉して燃料ガスFの供給を制御する開閉弁26が設けられる。第3開口部5は、輻射壁面2に複数形成されていて、輻射壁面2に沿って流れる燃焼用空気Cの空気流に対し、燃料ガスFのガス流を分散して供給するようになっている。分散供給することで、混合気化や火炎伝播が促進される。
The
さらに、本実施形態では、燃料ガスFは、第1開口部3と第2開口部4との間に設けられた複数の第3開口部5から、分配されて吹き出される。「分配する」とは、単位時間当たりの必要燃料ガス量が複数の第3開口部5から振り分けられて吹き出されることを言う。たとえば、第1開口部3から吹き出される燃焼用空気Cに対し好適な混合比となる量の燃料ガスFを、第1開口部3と第2開口部4との間に設けられた複数の第3開口部5に割り振って、各第3開口部5から振り分けられた量の燃料ガスFを分配して吹き出す。
Further, in the present embodiment, the fuel gas F is distributed and blown out from the plurality of
第1開口部3及び第3開口部5は、空気流やガス流と交差する方向に沿って長い扁平なノズル状に形成される。長い扁平なノズル状、すなわちスリット状をなす第1開口部3から吹き出す燃焼用空気C、並びに長い扁平なノズル状、すなわち同様にスリット状をなす第3開口部5から吹き出す燃料ガスFはともに、厚さの薄い扁平形状の流れを生じる。
The
第1開口部3及び第2開口部4の開口面積は、給気流路9aや排気流路9bの断面積よりもわずかに小さく設定され、第3開口部5の開口面積は、燃料流路10の断面積よりもわずかに小さく設定されて、第1開口部3、第2開口部4及び第3開口部5付近での流速が高められる。
The opening areas of the
なお、図示しないが、輻射壁面2の適宜箇所には、着火用のパイロットバーナーやスパークプラグが組み込まれている。
Although not shown, ignition pilot burners and spark plugs are incorporated at appropriate locations on the
第1実施形態に係る壁面輻射式バーナー1の作用について説明すると、第1開口部3から吹き出す燃焼用空気C及び第3開口部5から吹き出す燃料ガスFにて形成される火炎fは、輻射壁面2に連なる曲面11によって燃焼用空気Cの空気流に作用するコアンダ効果により、炉体エレメント8の輻射壁面2に沿って混合されつつ扁平形状の火炎fを生成する。この扁平火炎fによって炉体エレメント8の輻射壁面2が焼かれて、輻射壁面2全体が光輝状態に加熱される。そして、加熱された輻射壁面2からの輻射熱で処理材が加熱される。
The operation of the wall surface radiation type burner 1 according to the first embodiment will be described. The flame f formed by the combustion air C blown from the
第1実施形態に係る壁面輻射式バーナー1によれば、第1開口部3からコアンダ効果を生じる燃焼用空気Cの空気流を吹き出し、この空気流に、複数の第3開口部5から燃料ガスFのガス流を分散して供給するようにしたので、輻射壁面2に沿う扁平火炎fを確実に生成して、効率よく輻射壁面2を加熱することができる。
According to the wall surface radiation type burner 1 according to the first embodiment, the air flow of the combustion air C that produces the Coanda effect is blown out from the
また、排気流路9bの吸引作用で、曲面11に沿って第2開口部4へ向かって流れる気流により、第1開口部3からコアンダ効果を伴って吹き出す燃焼用空気Cの空気流で生成される扁平火炎fを当該輻射壁面2に適切に沿わせることができ、これによっても輻射壁面2を扁平火炎fで効率的に加熱することができる。
In addition, the air flow of the combustion air C blown out from the
詳細には、炉体エレメント8に開口形成され、扁平形状に燃焼用空気Cを吹き出す第1開口部3と、炉体エレメント8に形成され、第1開口部3に接続されて燃焼用空気Cが流通される給気流路9aとを備え、給気流路9aと輻射壁面2とを曲面11で連なるように接続し、さらに、炉体エレメント8に複数開口形成され、扁平形状に燃料ガスFを吹き出す第3開口部5と、炉体エレメント8に形成され、第3開口部5に接続されて燃料ガスFが流通される燃料流路10とを備えたので、第1開口部3からコアンダ効果で吹き出す燃焼用空気C及び第3開口部5から分散して供給される燃料ガスFから生成される混合気を確実に輻射壁面2に沿わせることができる。このため、これら燃焼用空気C及び燃料ガスFの混合気から生成される扁平火炎fを輻射壁面2に的確に沿わせることができる。
Specifically, an opening is formed in the
そして、扁平火炎fが輻射壁面2に沿って生成され、この扁平火炎fによる排ガスEが輻射壁面2に沿って第2開口部4へ吸引されるという一連の気流が生じ、扁平火炎fはその気流に伴って輻射壁面2に沿って延びるので、確実かつ効率よく輻射壁面2を加熱することができる。
Then, a flat flame f is generated along the
このとき、燃焼用空気Cを吹き出す第1開口部3及び燃料ガスFを吹き出す第3開口部5が、燃焼用空気Cの空気流や燃料ガスFのガス流の方向に対して、当該空気流やガス流の方向と交差する方向に向かって長い扁平なノズル状をなしているので、燃焼用空気C及び燃料ガスFをより扁平形状に吹き出すことが可能であり、より輻射壁面2に沿わせた扁平火炎fを形成することができる。
At this time, the
また、燃料ガスFを吹き出す第3開口部5が複数設けられて、分配した燃料ガスFが各第3開口部5から分散して供給されるので、各第3開口部5からの燃料ガスFの吹き出し量及び勢いが抑えられ、燃料ガスFが第1開口部3から吹き出した扁平形状をなす燃焼用空気Cの空気流を貫通することが防止される。このため、扁平形状の火炎fを乱すことなく、燃料ガスFを分散して供給することができる。
Further, a plurality of
そして、輻射壁面2の全領域において供給される燃料ガスFの濃度ムラも抑えられるため、輻射壁面2全面を効率よく熱して、固体輻射を生じさせ、処理材を均一に加熱することができる。また、燃料ガスFが分散して供給されることにより、緩慢燃焼させることができるので、NOxの発生を抑えることができる。
And since the density nonuniformity of the fuel gas F supplied in the whole area | region of the
このとき、開閉弁26を制御することで、複数の第3開口部5から吹き出す燃料ガスFを、燃焼用空気Cを吹き出す第1開口部3に近い第3開口部5から順番に、燃焼用空気Cの流れに沿って吹き出したり、第1開口部3または第2開口部4に近い側と炉体エレメント8の中央側とで吹き出すタイミングや量を異ならせるなど、各第3開口部5から異なる条件で吹き出すことにより、さらに進んだ分散状態で燃料ガスFを供給するようにしても良い。
At this time, by controlling the on-off
第2実施形態に係る壁面輻射式バーナー1は基本的には、図3及び図4に示すように、処理材と対向する輻射壁面2を形成する炉体エレメント8に、コアンダ効果を生じる燃焼用空気Cの空気流の吹き出しと燃焼後の排ガスEの排出の切替が交番式に行われる第1開口部3及び第2開口部4と、これら第1開口部3及び第2開口部4との間に配置され、燃料ガスFのガス流を吹き出す複数の第3開口部5とを形成し、第1開口部3及び第2開口部4のいずれか一方から吹き出され炉体エレメント8の輻射壁面2に沿って当該第1開口部3及び第2開口部4のいずれか他方に向かう燃焼用空気Cの空気流に、複数の第3開口部5から燃料ガスFのガス流を分散して供給することで、輻射壁面2に沿って当該輻射壁面2を加熱する扁平火炎fを生成し、輻射壁面2からの輻射熱によって処理材を加熱するように構成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the wall surface radiant burner 1 according to the second embodiment is basically for combustion that produces a Coanda effect in the
第1開口部3及び第2開口部4には、給排気流路9を介して蓄熱体6が接続され、蓄熱体6には、排ガスEの熱を蓄熱して燃焼用空気Cを加熱するために、これら排ガスEと燃焼用空気Cが交互に流通されるようになっている。
A
図3は、第2実施形態に係る壁面輻射式バーナー1の縦断面図である。図4は、輻射壁面2に設けられた第1開口部3、第2開口部4及び第3開口部5や蓄熱体6を示す、壁面輻射式バーナー1の底面図である。第1実施形態は、第1開口部3のみから燃料用空気Cの空気流を吹き出し、第2開口部4のみから燃焼後の排ガスEを排出する場合であったが、第2実施形態は、第1開口部3及び第2開口部4が空気流の吹き出しと排気の排出を交替で行うようにした場合である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the wall surface radiant burner 1 according to the second embodiment. FIG. 4 is a bottom view of the wall surface radiation type burner 1 showing the
すなわち、第1開口部3が燃焼用空気Cの空気流を吹き出すときには、第2開口部4が排ガスEを排出し、第2開口部4が燃焼用空気Cの空気流を吹き出すときには、第1開口部3が排ガスEを排出するように、吹き出しと排出を交番式に切り替えるようにしたものである。従って、第2実施形態では、第1実施形態の第1開口部3の給気流路9a及び第2開口部4の排気流路9bはともに、給排気流路9に置き換えられる。第2開口部4は、第1実施形態の第1開口部3と同様に、コアンダ効果を生じる燃焼用空気Cの空気流を吹き出す形態で形成される。
That is, when the
第1及び第2開口部3,4にそれぞれに接続される各給排気流路9には、給気系27及び排気系28に接続された蓄熱体6が設けられる。蓄熱体6は、気体が流通し得る容器形態であって、その内部には、多数の蓄熱材が充填されている。給気系27から供給される燃焼用空気Cは、蓄熱体6を通過した後、給排気流路9を介して第1開口部3または第2開口部4から吹き出される。第1開口部3または第2開口部4から排出される排ガスEは、給排気流路9を介して蓄熱体6を通過した後、排気系28から排出される。
A
蓄熱体6への燃焼用空気C及び排ガスEの流通は、給気系27及び排気系28に設けられた開閉弁29の一方を閉じ、他方を開くことで切り替えられる。排ガスEが蓄熱体6を流通するときに蓄熱材が加熱され、燃焼用空気Cが蓄熱体6を流通するときに蓄熱材で加熱される。これにより、排熱エネルギを有効活用することができる。
The distribution of the combustion air C and the exhaust gas E to the
上記第1実施形態では、第1開口部3のみから燃焼用空気Cの空気流を吹き出し、第2開口部4のみから排ガスEを排出するバーナー運転となるが、第2実施形態ではそれに加えて、第2開口部4からもコアンダ効果を生じる燃焼用空気Cの空気流が吹き出され、第1開口部3から排ガスEが排出される。
In the first embodiment, the burner operation in which the air flow of the combustion air C is blown out only from the
燃焼用空気C及び排ガスEの流れを交番式に切り替えることで、第1実施形態のように一方向からのみ扁平火炎fを生成する場合に比較して、第1及び第2開口部3,4双方から扁平火炎fを生成して輻射壁面2を加熱することができ、輻射壁面2をその長さ方向にさらに均一に加熱することができて、処理材の加熱処理をさらに均質化することができる。また、排熱エネルギで燃焼用空気Cを加熱する蓄熱体6を備えたことにより、熱効率の良い壁面輻射式バーナー1を構成することができる。
By switching the flow of the combustion air C and the exhaust gas E to an alternating type, the first and
このような第2実施形態であっても、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。 Even in the second embodiment, it is a matter of course that the same effects as the first embodiment can be obtained.
図5には、第3実施形態に係る壁面輻射式バーナー1が示されている。第3実施形態は、第3開口部5を、燃料ガスFのガス流を燃焼用空気Cの空気流に沿わせて供給するために、燃焼用空気Cの空気流の流れ方向に沿って形成したものである。基本的には、第1実施形態を示す図1を参照すると、燃料流路10の輻射壁面2側となる下部を、第3開口部5から吹き出される燃料ガスFが第1開口部3からの燃焼用空気Cの空気流の吹き出し方向に沿うように斜め向きの傾斜経路20で形成することで構成される。
FIG. 5 shows a wall surface radiation type burner 1 according to the third embodiment. In the third embodiment, the
図5は、当該考え方を、第2実施形態に適用した場合を示している。すなわち、複数の第3開口部5は、燃焼用空気Cの空気流の流れ方向に対して互いに反対方向を向く2つ一組が対で形成され、第1開口部3及び第2開口部4で燃焼用空気Cの吹き出しと排ガスEの排出の切替が交番式に行われることに応じて、いずれか一方の向きの第3開口部5から燃料ガスFのガス流が吹き出されるように構成され、燃料ガスFの吹き出しと燃焼用空気Cの吹き出しとが同一方向に向けられる。
FIG. 5 shows a case where the concept is applied to the second embodiment. That is, the plurality of
図5に示すように、燃料流路10は、上下方向の直進経路15と、第3開口部5側に接続される斜め向きの傾斜経路20とを有している。
As shown in FIG. 5, the
複数の第3開口部5は、隣接するもの同士が2つ一組で対をなして配置される。図示例では、4対設けられている。対をなす2つの第3開口部5は、傾斜経路20の向きが互いに向かい合うように形成される。
The plurality of
すなわち、対をなして隣り合う2つの燃料流路10は、上部では上下方向に直進し、輻射壁面2側となる下部では、一方の燃料流路10と接続される第3開口部5が炉体エレメント8の長手方向における一方側(第2開口部4側)に向かって傾斜し、他方の燃料流路10と接続される第3開口部5が炉体エレメント8の長手方向における他方側(第1開口部3側)に向かって傾斜している。
That is, the two
そして、対をなす2つの第3開口部5のうち、例えば第1開口部3から燃焼用空気Cが吹き出されるとき、当該燃焼用空気Cの空気流の向きに沿う方向に傾斜している第3開口部5から、燃料ガスFが吹き出される。これにより、交互に第1開口部3または第2開口部4のいずれから燃焼用空気Cが吹き出されたとき、傾斜経路20が燃焼用空気Cの流れ方向に沿う方の第3開口部5から燃料ガスFが吹き出される。
Of the two
図示例では、第1開口部3から燃焼用空気Cの空気流が吹き出されるとき、傾斜経路20の傾斜方向が燃焼用空気Cに沿う向きの半数の燃料流路10のバルブ26(図中、白抜きで示す)が開かれ、傾斜経路20の傾斜方向が燃焼用空気Cに対向する向きの半数の燃料流路10のバルブ26(図中、黒ベタで示す)が閉じられる。
In the illustrated example, when the air flow of the combustion air C is blown out from the
これにより、対をなして、吹き出し方向が反対となる第3開口部5のうち、第1開口部3から吹き出される燃焼用空気Cの向きに沿う方向の第3開口部5から燃料ガスFが吹き出される。
Thus, the fuel gas F from the
第2開口部4から燃焼用空気Cの空気流が吹き出されるときには、図中、半数の燃料流路10のバルブ26(図中、黒ベタで示す)が開かれ、半数の燃料流路10のバルブ26(図中、白抜きで示す)が閉じられる。
When the air flow of the combustion air C is blown out from the
このように、交番式に切り替えて第1及び第2開口部3,4から燃焼用空気Cを吹き出す構成では、吹き出し方向が交互に替わる燃焼用空気Cの向きに応じて、対をなす第3開口部5のいずれかから交互に燃料ガスFが吹き出される。
As described above, in the configuration in which the combustion air C is blown out from the first and
このようにすれば、第3開口部5から吹き出される燃料ガスFを、より輻射壁面2へ近づくように沿わせて吹き出すことができ、第1実施形態及び第2実施形態よりも上下方向の厚さが薄く輻射壁面2に接近した扁平火炎fを生成でき、この扁平火炎fにより輻射壁面2の加熱作用をさらに向上することができる。
If it does in this way, the fuel gas F which blows off from the
このような第3実施形態であっても、上記第1及び第2実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。 Even in the third embodiment, it is a matter of course that the same operational effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
図6には、第4実施形態に係る壁面輻射式バーナー1が示されている。第4実施形態は、第3開口部5を、燃料ガスFのガス流を燃焼用空気Cの空気流と対向する方向に向かって供給するために、燃焼用空気Cの空気流の流れ方向に向かって形成したものである。第4実施形態は要するに、第3実施形態とは反対に、燃焼用空気Cの空気流の流れ方向とは逆に燃料ガスFのガス流を吹き出す場合である。
FIG. 6 shows a wall surface radiation type burner 1 according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the
基本的には、第1実施形態を示す図1を参照すると、第3実施形態と同様に、燃料流路10の輻射壁面2側となる下部を、第3開口部5から吹き出される燃料ガスFが第1開口部3からの燃焼用空気Cの空気流の吹き出し方向とは逆に、当該空気流に向かう斜め向きの傾斜経路20で形成して構成される。
Basically, referring to FIG. 1 showing the first embodiment, as in the third embodiment, the fuel gas blown out from the
図6は、当該考え方を、第2実施形態に適用した場合を示している。第4実施形態も第3実施形態と同様に、複数の第3開口部5は、燃焼用空気Cの流れ方向に対して互いに反対方向を向く2つ一組が対で形成され、第1開口部3及び第2開口部4で燃焼用空気Cの吹き出しと排ガスEの排出の切替が交番式に行われることに応じて、いずれか一方の向きの第3開口部5から燃料ガスFのガス流が吹き出されるように構成され、燃料ガスFの吹き出しと燃焼用空気Cの吹き出しとが反対方向に向けられる。
FIG. 6 shows a case where the concept is applied to the second embodiment. Similarly to the third embodiment, in the fourth embodiment, the plurality of
第4実施形態では第3実施形態と異なり、対をなす2つの第3開口部5のうち、例えば第1開口部3から吹き出される燃焼用空気Cの空気流に対して向かい合う方向に傾斜している第3開口部5から、燃料ガスFが吹き出される。これにより、交互に第1開口部3または第2開口部4のいずれから燃焼用空気Cが吹き出されたとき、傾斜経路20が燃焼用空気Cの流れ方向と対向する方の第3開口部5から燃焼用空気Cに向かって燃料ガスFが吹き出される。
Unlike the third embodiment, the fourth embodiment is inclined in a direction facing the air flow of the combustion air C blown out from the
図示例では、第1開口部3から燃焼用空気Cの空気流が吹き出されるとき、傾斜経路20の傾斜方向が燃焼用空気Cに向かう向きの半数の燃料流路10のバルブ26(図中、白抜きで示す)が開かれ、傾斜経路20の傾斜方向が燃焼用空気Cに沿う向きの半数の燃料流路10のバルブ26(図中、黒ベタで示す)が閉じられる。
In the illustrated example, when the air flow of the combustion air C is blown out from the
これにより、対をなして、吹き出し方向が反対となる第3開口部5のうち、第1開口部3から吹き出される燃焼用空気Cの向きに向かう方向に向かって第3開口部5から燃料ガスFが吹き出される。
As a result, out of the
第2開口部4から燃焼用空気Cの空気流が吹き出されるときには、図中、半数の燃料流路10のバルブ26(図中、黒ベタで示す)が開かれ、半数の燃料流路10のバルブ26(図中、白抜きで示す)が閉じられる。
When the air flow of the combustion air C is blown out from the
このように、交番式に切り替えて第1及び第2開口部3,4から燃焼用空気Cを吹き出す構成では、吹き出し方向が交互に替わる燃焼用空気Cの向きに応じて、対をなす第3開口部5のいずれかから交互に燃料ガスFが吹き出される。このようにすれば、燃焼用空気Cと燃料ガスFとが正面からぶつかることにより混合気化を促進できるので、火炎のムラを抑えることができる。
As described above, in the configuration in which the combustion air C is blown out from the first and
このような第4実施形態であっても、上記第1及び第2実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。 Even in the fourth embodiment, it is needless to say that the same effects as those in the first and second embodiments can be obtained.
図7及び8には、第5実施形態に係る壁面輻射式バーナー1が示されている。図8は、図7に示した壁面輻射式バーナー1の第3開口部5の拡大図である。第5実施形態は、上記第3及び第4実施形態で例示した傾斜経路20を、湾曲経路16で形成したものである。
7 and 8 show a wall surface radiation type burner 1 according to a fifth embodiment. FIG. 8 is an enlarged view of the
燃料流路10と輻射壁面2とは、図8に示すように、第3開口部5を介して、連続する曲面14によって接続される。図示例では、燃料流路10は、上下方向の直進経路15と、第3開口部5側に接続される湾曲した湾曲経路16とを有している。第1及び第2実施形態に当該湾曲形態の燃料流路10を適用しても良い。
The
複数の第3開口部5は、隣接するもの同士が2つで対をなして配置される。対をなす2つの第3開口部5は、湾曲する湾曲経路16の向きが互いに向かい合うように形成される。すなわち、対をなして隣り合う2つの燃料流路10は、上部では上下方向に直進し、輻射壁面2側となる下部では、一方の燃料流路10と接続される第3開口部5が炉体エレメント8の長手方向における一方側(第2開口部4側)に向かって湾曲し、他方の燃料流路10と接続される第3開口部5が炉体エレメント8の長手方向における他方側(第1開口部3側)に向かって湾曲している。
The plurality of
各第3開口部5から吹き出される燃料ガスFは、湾曲経路16により燃焼用空気Cの空気流に的確に沿わせてあるいは対向して供給されるので、扁平形状に吹き出された燃焼用空気Cの流れを保ちつつ燃料ガスFを混合させて、第3及び第4実施形態よりもさらに高さが低く輻射壁面2に近接した扁平火炎fを形成することができる。
The fuel gas F blown out from each
燃料ガスFを吹き出す第3開口部5は、湾曲経路16と接続されているので、第3開口部5の奥に取り付けられてノズルをなす金属部分17が、炉体エレメント8により陰となる箇所に位置されて火炎や熱輻射の影響を受けにくいので、耐久性に優れた壁面輻射式バーナー1を提供することができる(図8参照)。従って、ノズルをなす金属部分17を冷却する冷却空気を使用する必要がなくなり、設備の簡素化やランニングコストを低減できる。
Since the
このような第5実施形態であっても、上記第1〜第4実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。 Even in the fifth embodiment, it is a matter of course that the same effects as those in the first to fourth embodiments can be obtained.
図9及び10には、第6実施形態に係る壁面輻射式バーナー1が示されている。図10は、図9に示した壁面輻射式バーナー1の第3開口部5の拡大図である。第6実施形態は、上記第1〜5実施形態で例示した第3開口部5を、燃料ガスFのガス流にコアンダ効果を生じさせる形態で形成したものである。
9 and 10 show a wall surface radiation type burner 1 according to a sixth embodiment. FIG. 10 is an enlarged view of the
図示するように、燃料流路10に、曲面14の奥に位置させて、当該曲面14に対し折り返す方向へ向けて湾曲経路18が形成される。この場合には、燃料ガスFが第3開口部5から吹き出す際に、燃料ガスFのガス流に、輻射壁面2へ近づく旋回作用を生じさせることができ、扁平火炎fによる輻射壁面2の加熱作用をさらに向上することができる。
As shown in the figure, a
このような第6実施形態であっても、上記第1〜第5実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。 Even in the sixth embodiment, it is a matter of course that the same operational effects as those of the first to fifth embodiments can be obtained.
また、燃料ガスFにもコアンダ効果を生じさせることができて、燃料ガスFをさらに輻射壁面2へ近づくように沿わせて吹き出すことができ、第3実施形態、第4実施形態及び第5実施形態よりも上下方向の厚さがさらに薄く輻射壁面2に接近した扁平火炎fを生成でき、この扁平火炎fにより輻射壁面2の加熱作用をさらに向上することができる。
Further, the Coanda effect can be generated also in the fuel gas F, and the fuel gas F can be blown out along the
図11には、第7実施形態に係る壁面輻射式バーナー1が示されている。第7実施形態では、燃焼用空気Cの空気流を吹き出す第1開口部3及び第2開口部4の少なくともいずれか一方には、その奥に配置して、これら第1及び第2開口部3,4の少なくともいずれか一方から燃焼火炎xfを吹き出させるために、吹き出される燃焼用空気Cの空気流に予め燃料ガスxFを混合するための燃料供給手段21が炉体エレメント8内部に設けられる。この燃料供給手段21は、上記第1〜第6実施形態のいずれに対しても、備えることができる。
FIG. 11 shows a wall surface radiation type burner 1 according to the seventh embodiment. In the seventh embodiment, at least one of the
図11は、第6実施形態の構成に組み込んだ場合を示している。蓄熱体6を備えて交互に燃焼用空気Cの空気流を吹き出す第1開口部3及び第2開口部4に燃料供給手段21を組み込むことにより、炉体エレメント8に、いわば一対の交番燃焼式のリジェネレイティブバーナーユニットを備えたものとなる。
FIG. 11 shows a case where it is incorporated in the configuration of the sixth embodiment. By incorporating the fuel supply means 21 into the
この場合、燃焼用空気Cが供給される第1開口部3及び第2開口部4からは交互に、空気流ではなく、燃焼火炎xfが噴き出されることとなり、第1〜第6実施形態では火炎の存在しなかった部分(図中、Pで示す火炎範囲)へも拡張して加熱できるため、輻射壁面2を第1及び第2開口部3,4間でより広範に加熱して、輻射熱を広範囲で放出することができる。
In this case, not the air flow but the combustion flame xf is alternately ejected from the
このとき、図11に示すように、第1開口部3及び第2開口部4に連なる給排気流路9にも曲面11の奥に位置させて、当該曲面11に対し折り返す方向へ向けて湾曲経路19を形成してもよい。これにより、燃焼用空気C,そしてまた燃焼火炎xfにも旋回作用を生じさせて、効率良く輻射壁面2を加熱することができる。この湾曲経路19は、第1実施形態の第1開口部3や第2〜第6実施形態の第1及び第2開口部3,4に形成するようにしてもよい。
At this time, as shown in FIG. 11, the supply /
このような第7実施形態であっても、上記第1〜第6実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。 Even in the seventh embodiment, it is a matter of course that the same effects as those in the first to sixth embodiments can be obtained.
図12には、壁面輻射式バーナー1の輻射壁面2に設けられる第1、第2及び第3開口部3〜5の別の実施形態が示されている。上記実施形態では、第1〜第3開口部3〜5は、扁平状のノズル形態としたが、図示するように、通常の穴3’,4’,5’を直線状に並べた形態としてもよい。
FIG. 12 shows another embodiment of the first, second, and
また、上記実施形態では、燃料Fがガスである場合を例示して説明したが、ガス以外の形態である液体や粉体など、すべての形態の燃料を使用できることはもちろんである。 Moreover, although the case where the fuel F was gas was illustrated and demonstrated in the said embodiment, it is needless to say that all forms of fuels, such as liquid and powder which are forms other than gas, can be used.
また、上記実施形態で説明した壁面輻射式バーナー1をユニット化し、これら壁面輻射式バーナー1を連設して炉天井部等の炉体を形成することで、容易に加熱炉を構成することができる。上記実施形態にあっては、炉体エレメント8を、炉天井部を構成するものとしたが、炉床部や炉壁部を構成するようにしてもよいことはもちろんである。
Moreover, the heating furnace can be easily configured by unitizing the wall surface radiation type burner 1 described in the above embodiment, and forming the furnace body such as the furnace ceiling portion by connecting these wall surface radiation type burners 1 in series. it can. In the above embodiment, the
1 壁面輻射式バーナー
2 輻射壁面
3,3’ 第1開口部
4,4’ 第2開口部
5,5’ 第3開口部
6 蓄熱体
8 炉体エレメント
9 給排気流路
9a 給気流路
9b 排気流路
10 燃料流路
11 曲面
12 直進経路
13 湾曲経路
14 曲面
15 直進経路
16 湾曲経路
17 ノズルをなす金属部分
18 湾曲経路
19 湾曲経路
20 傾斜経路
21 燃料供給手段
25 炉壁
26 開閉弁
27 給気系
28 排気系
29 開閉弁
C 燃焼用空気
E 排ガス
F 燃料ガス
P 拡張される火炎範囲
f 扁平火炎
xf 燃焼火炎
xF 燃料ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wall surface
Claims (10)
上記第1開口部から吹き出され上記炉体エレメントの上記輻射壁面に沿って上記第2開口部に向かう上記燃焼用空気の空気流に、上記複数の第3開口部から上記燃料を分散して供給することで、該輻射壁面に沿って当該輻射壁面を加熱する扁平火炎を生成し、上記輻射壁面からの輻射熱によって上記処理材を加熱することを特徴とする壁面輻射式バーナー。 A first opening that blows an air flow of combustion air that produces a Coanda effect in a furnace element that forms a radiation wall surface facing the treatment material, a second opening that discharges exhaust gas after combustion, and these first openings A plurality of third openings that are disposed between the first opening and the second opening, and blow out fuel,
The fuel is dispersedly supplied from the plurality of third openings to the air flow of the combustion air blown out from the first openings and directed toward the second openings along the radiation wall surfaces of the furnace body elements. By doing so, a flat flame that heats the radiation wall surface along the radiation wall surface is generated, and the treatment material is heated by radiation heat from the radiation wall surface.
上記第1開口部及び第2開口部のいずれか一方から吹き出され上記炉体エレメントの上記輻射壁面に沿って当該第1開口部及び第2開口部のいずれか他方に向かう上記燃焼用空気の空気流に、上記複数の第3開口部から上記燃料を分散して供給することで、該輻射壁面に沿って当該輻射壁面を加熱する扁平火炎を生成し、上記輻射壁面からの輻射熱によって上記処理材を加熱することを特徴とする壁面輻射式バーナー。 A first opening and a second opening in which the switching between the blowing of the air flow of the combustion air causing the Coanda effect and the discharge of the exhaust gas after combustion is performed alternately on the furnace element forming the radiation wall surface facing the treatment material And a plurality of third openings that are disposed between the first opening and the second opening and blow off the fuel,
Air of the combustion air blown out from one of the first opening and the second opening and directed toward the other of the first opening and the second opening along the radiation wall surface of the furnace body element The fuel is dispersed and supplied to the flow from the plurality of third openings to generate a flat flame that heats the radiation wall along the radiation wall surface, and the treatment material is generated by radiation heat from the radiation wall surface. A wall surface radiant burner characterized in that it is heated.
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