JPH06257737A - 蓄熱式バーナを持つ加熱装置 - Google Patents
蓄熱式バーナを持つ加熱装置Info
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- JPH06257737A JPH06257737A JP5079986A JP7998693A JPH06257737A JP H06257737 A JPH06257737 A JP H06257737A JP 5079986 A JP5079986 A JP 5079986A JP 7998693 A JP7998693 A JP 7998693A JP H06257737 A JPH06257737 A JP H06257737A
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- JP
- Japan
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- heat storage
- combustion
- burner
- heating device
- heat
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/02—Arrangements of regenerators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 加熱装置の両端にそれぞれ接続されて交互に
燃焼動作及び蓄熱動作を反覆する２つの蓄熱式バーナか
ら成る加熱装置の熱効率を高める。 【構成】 特定の燃焼容量に適合するメインバーナ６及
び燃焼筒３が設けられ，最小の動作周期において放熱後
における燃焼廃ガスの温度を所定の最低温度にする蓄熱
容量を持つ蓄熱体１４が設けられている。
燃焼動作及び蓄熱動作を反覆する２つの蓄熱式バーナか
ら成る加熱装置の熱効率を高める。 【構成】 特定の燃焼容量に適合するメインバーナ６及
び燃焼筒３が設けられ，最小の動作周期において放熱後
における燃焼廃ガスの温度を所定の最低温度にする蓄熱
容量を持つ蓄熱体１４が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，加熱装置にそれぞれ接
続されて交互に燃焼動作及び蓄熱動作を反覆する蓄熱式
バーナを持つ加熱装置に関する。
続されて交互に燃焼動作及び蓄熱動作を反覆する蓄熱式
バーナを持つ加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような加熱装置は公知であり（特開
平２−２５４２１０号公報），蓄熱体を介して燃焼廃ガ
スの廃熱を回収することにより，加熱装置の熱効率を高
めることができる。
平２−２５４２１０号公報），蓄熱体を介して燃焼廃ガ
スの廃熱を回収することにより，加熱装置の熱効率を高
めることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これから出発して本発
明の課題は，最小の燃焼−蓄熱サイクルで最高の熱効率
が得られるように，最初にあげた種類の加熱装置を構成
することである。
明の課題は，最小の燃焼−蓄熱サイクルで最高の熱効率
が得られるように，最初にあげた種類の加熱装置を構成
することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば，蓄熱式バーナが，燃焼及び蓄熱の所定
の切換えサイクルにおいてバーナの蓄熱体を通過した後
の燃焼廃ガスの温度を所定の最低温度にする蓄熱容量の
蓄熱体を備えている。
本発明によれば，蓄熱式バーナが，燃焼及び蓄熱の所定
の切換えサイクルにおいてバーナの蓄熱体を通過した後
の燃焼廃ガスの温度を所定の最低温度にする蓄熱容量の
蓄熱体を備えている。
【０００５】
【発明の効果】こうして本発明によれば，加熱装置の燃
焼及び蓄熱の切換えサイクルにおける燃焼又は蓄熱の動
作周期を最短例えば５秒にし，蓄熱体での放熱後の燃焼
廃ガス温度を最低例えば露点＋１０℃にすることによつ
て，蓄熱式バーナの蓄熱体を最適の容量とすることがで
きる。バーナの燃焼容量を規定すると，それに対応する
蓄熱体の容量が定まり，それにより加熱装置を最高効率
で運転することができる。
焼及び蓄熱の切換えサイクルにおける燃焼又は蓄熱の動
作周期を最短例えば５秒にし，蓄熱体での放熱後の燃焼
廃ガス温度を最低例えば露点＋１０℃にすることによつ
て，蓄熱式バーナの蓄熱体を最適の容量とすることがで
きる。バーナの燃焼容量を規定すると，それに対応する
蓄熱体の容量が定まり，それにより加熱装置を最高効率
で運転することができる。
【０００６】
【実施例】図１において，炉１内へ突出する加熱装置例
えばラジアントチユーブ２の範囲内には，半径方向間隔
をおいて金属又はセラミツクスから成る燃焼筒３が同心
的に設けられ，その周壁に分布して複数の穴４を持ち，
その先端は絞られてノズル５を形成している。燃焼筒３
の中心軸線に沿つてメインバーナ６が炉壁を貫通して，
燃焼筒３の後部範囲へ開口し，先端にノズル７を持つて
いる。このメインバーナ６の炉外にある後端には，燃料
ガス接続口８を介して燃料ガスが供給される。メインバ
ーナ６に対して平行にパイロツトバーナ９が延びてい
る。ラジアントチユーブ２の後方に続いてこれに対して
同軸的に炉外へ延びる空気案内筒１０は，燃焼用空気接
続口１１を持つ空気供給室１２へ開口している。メイン
バーナ６と空気案内筒１０との間に形成される環状空気
供給通路１３には，軸線に沿つて複数の環状蓄熱体１４
が設けられている。図１に示すこれらの蓄熱体１４は，
例えばセラミツクスから成り約１ｍｍの軸線方向細孔を
多数持つている。穴４を持つ燃焼筒３の範囲の周りに
は，半径方向間隔をおいてセラミツクス製の保護筒２０
が設けられている。受け金具２１を介して後端の範囲を
ラジアントチユーブ２内に支持されるこの燃焼筒３の後
端を閉鎖する端壁２２には，穴２３が設けられている。
なおこの端壁２２は，これを貫通するメインバーナ６及
びパイロツトバーナ９の先端の支持にも役立つ。
えばラジアントチユーブ２の範囲内には，半径方向間隔
をおいて金属又はセラミツクスから成る燃焼筒３が同心
的に設けられ，その周壁に分布して複数の穴４を持ち，
その先端は絞られてノズル５を形成している。燃焼筒３
の中心軸線に沿つてメインバーナ６が炉壁を貫通して，
燃焼筒３の後部範囲へ開口し，先端にノズル７を持つて
いる。このメインバーナ６の炉外にある後端には，燃料
ガス接続口８を介して燃料ガスが供給される。メインバ
ーナ６に対して平行にパイロツトバーナ９が延びてい
る。ラジアントチユーブ２の後方に続いてこれに対して
同軸的に炉外へ延びる空気案内筒１０は，燃焼用空気接
続口１１を持つ空気供給室１２へ開口している。メイン
バーナ６と空気案内筒１０との間に形成される環状空気
供給通路１３には，軸線に沿つて複数の環状蓄熱体１４
が設けられている。図１に示すこれらの蓄熱体１４は，
例えばセラミツクスから成り約１ｍｍの軸線方向細孔を
多数持つている。穴４を持つ燃焼筒３の範囲の周りに
は，半径方向間隔をおいてセラミツクス製の保護筒２０
が設けられている。受け金具２１を介して後端の範囲を
ラジアントチユーブ２内に支持されるこの燃焼筒３の後
端を閉鎖する端壁２２には，穴２３が設けられている。
なおこの端壁２２は，これを貫通するメインバーナ６及
びパイロツトバーナ９の先端の支持にも役立つ。
【０００７】図２は，このような蓄熱式バーナ２５，２
５′を２つ使用して炉の廃熱回収運転を行う加熱装置の
接続図を示している。炉内に延びるラジアントチユーブ
２の両端にある蓄熱式バーナ例えば蓄熱式バーナ２５，
２５′の空気接続口にそれぞれ接続される空気導管２
６，２６′は，空気切換え弁２７を介して空気源として
の空気押込みフアン２８又は排気フアン２９に選択的に
接続可能である。同様に蓄熱式バーナ２５，２５′の燃
料ガス接続口にそれぞれ接続されるガス導管３０，３
０′は，ガス切換え弁３１及びガス遮断弁３２を介して
図示しないガス源に接続可能である。
５′を２つ使用して炉の廃熱回収運転を行う加熱装置の
接続図を示している。炉内に延びるラジアントチユーブ
２の両端にある蓄熱式バーナ例えば蓄熱式バーナ２５，
２５′の空気接続口にそれぞれ接続される空気導管２
６，２６′は，空気切換え弁２７を介して空気源として
の空気押込みフアン２８又は排気フアン２９に選択的に
接続可能である。同様に蓄熱式バーナ２５，２５′の燃
料ガス接続口にそれぞれ接続されるガス導管３０，３
０′は，ガス切換え弁３１及びガス遮断弁３２を介して
図示しないガス源に接続可能である。
【０００８】
【作用】図２において，切換え弁２７及び３１が図示し
た切換え位置にあり，蓄熱式バーナ２５が動作し，蓄熱
式バーナ２５′が蓄熱動作しているものとする。ガス導
管３０を介して供給されるメインバーナ６のノズルから
噴出する燃料ガスは，空気導管２６から蓄熱式バーナ２
５へ供給されて空気供給通路１３にある蓄熱体１４を通
つて端壁２２の穴２３から燃焼筒３内へ入る一次空気に
より，パイロツトバーナ９を介して着火されて，燃焼筒
３内で安定した一次燃焼を行う。一次燃焼ガスの一部
は，燃焼筒３の穴４を通つてこの燃焼筒３と保護筒２０
との間の環状空間へ噴出し，供給通路１３から燃焼筒と
ラジアントチユーブ２との間を通つて供給される二次空
気により二次燃焼し，この二次燃焼ガスを含む二次空気
は，燃焼筒３のノズル５から噴出する一次燃焼ガスの残
部を二次燃焼させる。
た切換え位置にあり，蓄熱式バーナ２５が動作し，蓄熱
式バーナ２５′が蓄熱動作しているものとする。ガス導
管３０を介して供給されるメインバーナ６のノズルから
噴出する燃料ガスは，空気導管２６から蓄熱式バーナ２
５へ供給されて空気供給通路１３にある蓄熱体１４を通
つて端壁２２の穴２３から燃焼筒３内へ入る一次空気に
より，パイロツトバーナ９を介して着火されて，燃焼筒
３内で安定した一次燃焼を行う。一次燃焼ガスの一部
は，燃焼筒３の穴４を通つてこの燃焼筒３と保護筒２０
との間の環状空間へ噴出し，供給通路１３から燃焼筒と
ラジアントチユーブ２との間を通つて供給される二次空
気により二次燃焼し，この二次燃焼ガスを含む二次空気
は，燃焼筒３のノズル５から噴出する一次燃焼ガスの残
部を二次燃焼させる。
【０００９】この一次燃焼及び二次燃焼により生ずる燃
焼ガスは，ラジアントチユーブ２を通る間に放熱し，バ
ーナ２５′へ入り，空気供給通路１３にある蓄熱体１４
を加熱した後，空気導管２６′及び切換え弁２７を経
て，排気フアン２９により外部へ排出される。
焼ガスは，ラジアントチユーブ２を通る間に放熱し，バ
ーナ２５′へ入り，空気供給通路１３にある蓄熱体１４
を加熱した後，空気導管２６′及び切換え弁２７を経
て，排気フアン２９により外部へ排出される。
【００１０】特定の動作周期の経過後切換え弁２７及び
３１が切換えられ，こんどは蓄熱式バーナ２５′が燃焼
動作し，蓄熱式バーナ２５が蓄熱動作する。
３１が切換えられ，こんどは蓄熱式バーナ２５′が燃焼
動作し，蓄熱式バーナ２５が蓄熱動作する。
【００１１】さてこのように燃焼動作と蓄熱動作とを交
互に切換える加熱装置では，蓄熱式バーナの燃焼動作又
は蓄熱動作の周期を無限小にすれば，理論上最高の熱効
率が得られる。しかしながら加熱装置を制御する制御機
器や切換え弁２７，３１の動作には時間がかかり，これ
らの動作時間を合計すると約１秒となる。またパイロツ
トバーナ９による燃料ガスの着火，燃料ガスの燃焼及び
蓄熱切換えの際の消火が継続して安定に行われるために
は約３〜４秒の時間が必要である。従つてこれらの時間
を合計して，蓄熱式バーナの約５秒の最小動作周期が得
られる。この最小動作周期で加熱装置を運転することに
より，最高の熱効率が得られる。
互に切換える加熱装置では，蓄熱式バーナの燃焼動作又
は蓄熱動作の周期を無限小にすれば，理論上最高の熱効
率が得られる。しかしながら加熱装置を制御する制御機
器や切換え弁２７，３１の動作には時間がかかり，これ
らの動作時間を合計すると約１秒となる。またパイロツ
トバーナ９による燃料ガスの着火，燃料ガスの燃焼及び
蓄熱切換えの際の消火が継続して安定に行われるために
は約３〜４秒の時間が必要である。従つてこれらの時間
を合計して，蓄熱式バーナの約５秒の最小動作周期が得
られる。この最小動作周期で加熱装置を運転することに
より，最高の熱効率が得られる。
【００１２】次に，できるだけ高い熱効率を得るため，
蓄熱動作する蓄熱式バーナの蓄熱体へ放熱した後の燃焼
廃ガス温度が特定の最低温度となるように，この蓄熱体
の熱容量が定められている。熱効率の点からは，この温
度は低い方がよいが，燃焼廃ガス中にＳＯ３のような腐
食成分が含まれている場合，最低温度をＳＯ３の露点以
下に選ぶと，燃焼廃ガスに接する機器又は導管が結露す
る腐食成分のため腐食することがあるので，排出される
燃焼廃ガスの最低温度が，露点以上例えば１３０℃に，
選ばれる。
蓄熱動作する蓄熱式バーナの蓄熱体へ放熱した後の燃焼
廃ガス温度が特定の最低温度となるように，この蓄熱体
の熱容量が定められている。熱効率の点からは，この温
度は低い方がよいが，燃焼廃ガス中にＳＯ３のような腐
食成分が含まれている場合，最低温度をＳＯ３の露点以
下に選ぶと，燃焼廃ガスに接する機器又は導管が結露す
る腐食成分のため腐食することがあるので，排出される
燃焼廃ガスの最低温度が，露点以上例えば１３０℃に，
選ばれる。
【００１３】上述した条件で，蓄熱式バーナの燃焼容量
を１００，０００ｋｃａｌ／ｈ，蓄熱体への放熱後の燃
焼廃ガス温度を１３０℃とし，燃焼動作（又は蓄熱動
作）の周期を５秒とすると，熱効率は９０％となる。
を１００，０００ｋｃａｌ／ｈ，蓄熱体への放熱後の燃
焼廃ガス温度を１３０℃とし，燃焼動作（又は蓄熱動
作）の周期を５秒とすると，熱効率は９０％となる。
【００１４】なお上述した実施例においては，加熱装置
としてラジアントチユーブバーナを示したが，炉内で燃
焼を行う通常の加熱炉にも本発明は適用可能である。ま
た蓄熱式ラジアントチユーブバーナとは異なる形式の蓄
熱式バーナも使用可能なことはもちろんである。
としてラジアントチユーブバーナを示したが，炉内で燃
焼を行う通常の加熱炉にも本発明は適用可能である。ま
た蓄熱式ラジアントチユーブバーナとは異なる形式の蓄
熱式バーナも使用可能なことはもちろんである。
【図１】本発明による蓄熱式バーナの軸線に沿う断面図
である。
である。
【図２】蓄熱式バーナを用いた加熱装置の接続図であ
る。
る。
２ 加熱装置 ３ 燃焼筒 ６ メインバーナ １３ 空気供給通路 １４ 蓄熱体 ２５，２５′ 蓄熱式バーナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 由利 壽康 東京都中央区築地４丁目１番17号株式会社 オットー内 (72)発明者 中西 克之 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 中川 二彦 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 蔵本 浩史 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 平田 基博 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内
Claims (2)
- 【請求項１】 加熱装置（２）にそれぞれ接続されて交
互に燃焼動作及び蓄熱動作を反覆する蓄熱式バーナ（２
５，２５′）が，燃焼及び蓄熱の所定の切換えサイクル
においてバーナ（２５，２５′）の蓄熱体（１４）を通
過した後の燃焼廃ガスの温度を所定の最低温度にする蓄
熱容量の蓄熱体（１４）を備えていることを特徴とす
る，蓄熱式バーナを持つ加熱装置。 - 【請求項２】 蓄熱式バーナ（２５，２５′）の各々
が，加熱装置（２）内に半径方向間隔をおいて同心的に
設けられる燃焼筒（３）と，この燃焼筒（３）の中心軸
線に沿つて延びかつこの燃焼筒の後部範囲へ開口するメ
インバーナ（６）と，燃焼用空気の供給通路（１３）に
設けられる蓄熱体（１４）とを有し，蓄熱体（１４）の
蓄熱容量に対応する燃焼容量に適合するメインバーナ
（６）及び燃焼筒（３）が設けられていることを特徴と
する，請求項１に記載の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079986A JPH06257737A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 蓄熱式バーナを持つ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079986A JPH06257737A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 蓄熱式バーナを持つ加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06257737A true JPH06257737A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=13705641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5079986A Pending JPH06257737A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 蓄熱式バーナを持つ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06257737A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261617A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-30 | Chugai Ro Co Ltd | ラジアントチューブバーナ |
| JP6125078B1 (ja) * | 2016-05-10 | 2017-05-10 | 中外炉工業株式会社 | ラジアントチューブバーナー |
| CN113464940A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-01 | 湖北实美科技有限公司 | 一种热剪炉燃烧室 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62125213A (ja) * | 1985-11-27 | 1987-06-06 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼装置 |
-
1993
- 1993-03-02 JP JP5079986A patent/JPH06257737A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62125213A (ja) * | 1985-11-27 | 1987-06-06 | Osaka Gas Co Ltd | 燃焼装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261617A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-30 | Chugai Ro Co Ltd | ラジアントチューブバーナ |
| KR100940430B1 (ko) * | 2007-03-16 | 2010-02-10 | 쥬가이로 고교 가부시키가이샤 | 라디언트 튜브 버너 |
| JP6125078B1 (ja) * | 2016-05-10 | 2017-05-10 | 中外炉工業株式会社 | ラジアントチューブバーナー |
| JP2017203569A (ja) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 中外炉工業株式会社 | ラジアントチューブバーナー |
| CN113464940A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-01 | 湖北实美科技有限公司 | 一种热剪炉燃烧室 |
| CN113464940B (zh) * | 2021-07-13 | 2022-08-30 | 湖北实美科技有限公司 | 一种热剪炉燃烧室 |
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