JPH06272851A - 蓄熱型低ＮＯｘバーナ - Google Patents
蓄熱型低ＮＯｘバーナInfo
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- JPH06272851A JPH06272851A JP5081195A JP8119593A JPH06272851A JP H06272851 A JPH06272851 A JP H06272851A JP 5081195 A JP5081195 A JP 5081195A JP 8119593 A JP8119593 A JP 8119593A JP H06272851 A JPH06272851 A JP H06272851A
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- Japan
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- combustion air
- furnace
- fuel
- combustion
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- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼用空気の切替えだけで燃料の切替を必要
とせずに交番燃焼を実現する。 【構成】 蓄熱体５を備え該蓄熱体５を通して燃焼用空
気の供給と燃焼ガスの排出を交互に行なう少なくとも２
系統の燃焼用空気供給手段２，３を炉内１５に向けて直
接開口させて設置し燃焼ガスの熱で加熱された蓄熱体５
を通して高温の燃焼用空気を噴射させる一方、燃焼用空
気供給手段２，３とほぼ平行に炉内１５に燃料を噴射す
る少なくとも１本の燃料ノズル１を設置し、炉内１５に
燃料を連続的に噴射すると共にこの燃料と平行して高温
の燃焼用空気を燃焼用空気供給手段２あるいは３から交
互に炉内１５に噴射するようにし、炉内１５に別々に噴
射される高温の燃焼用空気と燃料とが炉内１５のいずこ
かで緩慢燃焼を起こさせることによって、燃料の切り替
えを行わずに燃焼用空気の切り替えを行うだけで実質的
に交互燃焼と同様に低ＮＯｘ燃焼を維持できるようにし
ている。
とせずに交番燃焼を実現する。 【構成】 蓄熱体５を備え該蓄熱体５を通して燃焼用空
気の供給と燃焼ガスの排出を交互に行なう少なくとも２
系統の燃焼用空気供給手段２，３を炉内１５に向けて直
接開口させて設置し燃焼ガスの熱で加熱された蓄熱体５
を通して高温の燃焼用空気を噴射させる一方、燃焼用空
気供給手段２，３とほぼ平行に炉内１５に燃料を噴射す
る少なくとも１本の燃料ノズル１を設置し、炉内１５に
燃料を連続的に噴射すると共にこの燃料と平行して高温
の燃焼用空気を燃焼用空気供給手段２あるいは３から交
互に炉内１５に噴射するようにし、炉内１５に別々に噴
射される高温の燃焼用空気と燃料とが炉内１５のいずこ
かで緩慢燃焼を起こさせることによって、燃料の切り替
えを行わずに燃焼用空気の切り替えを行うだけで実質的
に交互燃焼と同様に低ＮＯｘ燃焼を維持できるようにし
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガスから廃熱を回収
する蓄熱型バーナに関する。更に詳述すると、本発明は
燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出とに一部同じ流路を
使い、蓄熱体を通して燃焼用空気の導入と燃焼ガスの排
出とを実施する蓄熱型バーナに関する。
する蓄熱型バーナに関する。更に詳述すると、本発明は
燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出とに一部同じ流路を
使い、蓄熱体を通して燃焼用空気の導入と燃焼ガスの排
出とを実施する蓄熱型バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の蓄熱型バーナは、例えば図３に示
すように、ウィンドボックス１０１の中に該ウィンドボ
ックス１０１を貫通するようにバーナガン（燃料ノズ
ル）１０２を設置し、蓄熱体１０３を経て供給される燃
焼用空気と燃料とをバーナ内で混合させてから炉内に噴
射するように設けられている。即ち、従来のバーナ１０
４は、燃料ノズル１０２と燃焼用空気の噴射ノズル（こ
の場合、ウィンドボックス１０１）とが対になって構成
されている。そして、このバーナ１０４は２基で一対を
成し、一方のバーナ１０４を燃焼させている間に他方の
バーナ１０４から燃焼ガスを排出するようにしている。
燃焼ガスは、他方のバーナのウィンドボックス１０１を
経て排気される際に蓄熱体１０３で排熱が回収されるよ
うに設けられている。したがって、従来の蓄熱型バーナ
は、１組のバーナに交互に燃焼用空気と燃料とを供給す
るため、燃焼用空気供給系と排気系とをバーナに選択的
に接続するための手段と、燃料をいずれか一方のバーナ
に供給する手段とを必要としている。そして、このよう
な燃焼ガスと燃焼用空気の流路切替には、電磁弁を組合
せたものや四方弁、三方弁などを用いることが考えられ
ている。尚、図中符号１０５は四方弁、１０６は電磁
弁、１０７は押し込みファン、１０８は誘引ファンであ
る。
すように、ウィンドボックス１０１の中に該ウィンドボ
ックス１０１を貫通するようにバーナガン（燃料ノズ
ル）１０２を設置し、蓄熱体１０３を経て供給される燃
焼用空気と燃料とをバーナ内で混合させてから炉内に噴
射するように設けられている。即ち、従来のバーナ１０
４は、燃料ノズル１０２と燃焼用空気の噴射ノズル（こ
の場合、ウィンドボックス１０１）とが対になって構成
されている。そして、このバーナ１０４は２基で一対を
成し、一方のバーナ１０４を燃焼させている間に他方の
バーナ１０４から燃焼ガスを排出するようにしている。
燃焼ガスは、他方のバーナのウィンドボックス１０１を
経て排気される際に蓄熱体１０３で排熱が回収されるよ
うに設けられている。したがって、従来の蓄熱型バーナ
は、１組のバーナに交互に燃焼用空気と燃料とを供給す
るため、燃焼用空気供給系と排気系とをバーナに選択的
に接続するための手段と、燃料をいずれか一方のバーナ
に供給する手段とを必要としている。そして、このよう
な燃焼ガスと燃焼用空気の流路切替には、電磁弁を組合
せたものや四方弁、三方弁などを用いることが考えられ
ている。尚、図中符号１０５は四方弁、１０６は電磁
弁、１０７は押し込みファン、１０８は誘引ファンであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気ノ
ズルと燃料ノズルとを対にした従来のバーナ構造では、
休止中のバーナから高温の燃焼ガスを排気する際に、燃
料ノズルが焼損したり残留燃料のコーキングを招いたり
する問題がある。また、この燃料ノズルの焼損を回避す
るためには燃料ノズルの配置や構造を特開平２−１００
０２号のバーナのように複雑なものとしなければなら
ず、バーナの大型化を招く問題がある。また、高温雰囲
気で使用可能な電磁弁は高価であり設備コストを著しく
引き上げるし、かつ気体配管用電磁弁などはかなり大型
であるためその数が増えると場所を取ることから使用数
の低減が望ましい。更に、バーナを交互に燃焼させる蓄
熱型バーナでは一般に燃焼用空気より僅かに遅れて燃料
が噴射されること、即ちリードタイムをとることが着火
の上で好ましい。このリードタイムをとるには燃焼用空
気の流れが切替えられてから一定時間が経過した後に燃
料が供給されるような制御装置を用いる等の工夫が更に
必要とされる。
ズルと燃料ノズルとを対にした従来のバーナ構造では、
休止中のバーナから高温の燃焼ガスを排気する際に、燃
料ノズルが焼損したり残留燃料のコーキングを招いたり
する問題がある。また、この燃料ノズルの焼損を回避す
るためには燃料ノズルの配置や構造を特開平２−１００
０２号のバーナのように複雑なものとしなければなら
ず、バーナの大型化を招く問題がある。また、高温雰囲
気で使用可能な電磁弁は高価であり設備コストを著しく
引き上げるし、かつ気体配管用電磁弁などはかなり大型
であるためその数が増えると場所を取ることから使用数
の低減が望ましい。更に、バーナを交互に燃焼させる蓄
熱型バーナでは一般に燃焼用空気より僅かに遅れて燃料
が噴射されること、即ちリードタイムをとることが着火
の上で好ましい。このリードタイムをとるには燃焼用空
気の流れが切替えられてから一定時間が経過した後に燃
料が供給されるような制御装置を用いる等の工夫が更に
必要とされる。
【０００４】このことから、燃料ノズルを燃焼ガスの排
気系路から完全に退避させ、かつ燃料の切替を必要とし
ない蓄熱型低ＮＯｘバーナが望まれる。
気系路から完全に退避させ、かつ燃料の切替を必要とし
ない蓄熱型低ＮＯｘバーナが望まれる。
【０００５】本発明は、燃焼用空気の切替えだけで燃料
の切替を必要としない蓄熱型低ＮＯｘバーナを提供する
ことを目的とする。
の切替を必要としない蓄熱型低ＮＯｘバーナを提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の蓄熱型低ＮＯｘバーナは、蓄熱体を備え該
蓄熱体を通して燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出を交
互に行なう少なくとも２系統の燃焼用空気供給手段を炉
内に向けて直接開口させて設置し燃焼ガスの熱で加熱さ
れた蓄熱体を通して高温の燃焼用空気を噴射させる一
方、燃焼用空気供給手段とほぼ平行に炉内に燃料を噴射
する少なくとも１本の燃料ノズルを設置し、炉内に燃料
を連続的に噴射すると共にこの燃料とほぼ平行して高温
の燃焼用空気を燃焼用空気供給手段から交互に炉内に噴
射するようにしている。また、本発明の蓄熱型低ＮＯｘ
バーナは、高温の燃焼用空気の供給を切り替える際に、
瞬間的に燃料の供給量を減じて連続的に噴射するように
している。
め、本発明の蓄熱型低ＮＯｘバーナは、蓄熱体を備え該
蓄熱体を通して燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出を交
互に行なう少なくとも２系統の燃焼用空気供給手段を炉
内に向けて直接開口させて設置し燃焼ガスの熱で加熱さ
れた蓄熱体を通して高温の燃焼用空気を噴射させる一
方、燃焼用空気供給手段とほぼ平行に炉内に燃料を噴射
する少なくとも１本の燃料ノズルを設置し、炉内に燃料
を連続的に噴射すると共にこの燃料とほぼ平行して高温
の燃焼用空気を燃焼用空気供給手段から交互に炉内に噴
射するようにしている。また、本発明の蓄熱型低ＮＯｘ
バーナは、高温の燃焼用空気の供給を切り替える際に、
瞬間的に燃料の供給量を減じて連続的に噴射するように
している。
【０００７】
【作用】したがって、燃焼用空気は２系統の燃焼用空気
供給手段の一方から高温の熱風とされて炉内に噴出さ
れ、炉内の燃焼ガスは他方の燃焼用空気供給系の蓄熱体
を経て排気され、その廃熱を以て蓄熱体を加熱する。そ
こで、空気の供給を２系統の燃焼用空気供給手段の間で
切り替えれば、加熱された蓄熱体の熱を奪って排ガス温
度に近い高温となって炉内に噴射される。しかも、ほぼ
全量の燃焼用空気とそれとほぼ平行に噴射される燃料と
は別々に炉内に噴射され直ちに混合されずに炉内で広が
り、炉内のいずこかで緩慢に混合する。しかし、燃焼用
空気は極めて高温（例えば１０００℃近いあるいはそれ
以上）であることから、炉内で緩慢燃焼を起こす。ま
た、蓄熱体の熱が低下すると、燃料は切り替えずに燃焼
用空気の切替によって今まで燃焼ガスを排気していた燃
焼用空気供給手段の蓄熱体を利用して燃焼用空気を供給
する。依って、燃焼用空気の供給を切替えるだけで交互
燃焼と同じ結果を得る。
供給手段の一方から高温の熱風とされて炉内に噴出さ
れ、炉内の燃焼ガスは他方の燃焼用空気供給系の蓄熱体
を経て排気され、その廃熱を以て蓄熱体を加熱する。そ
こで、空気の供給を２系統の燃焼用空気供給手段の間で
切り替えれば、加熱された蓄熱体の熱を奪って排ガス温
度に近い高温となって炉内に噴射される。しかも、ほぼ
全量の燃焼用空気とそれとほぼ平行に噴射される燃料と
は別々に炉内に噴射され直ちに混合されずに炉内で広が
り、炉内のいずこかで緩慢に混合する。しかし、燃焼用
空気は極めて高温（例えば１０００℃近いあるいはそれ
以上）であることから、炉内で緩慢燃焼を起こす。ま
た、蓄熱体の熱が低下すると、燃料は切り替えずに燃焼
用空気の切替によって今まで燃焼ガスを排気していた燃
焼用空気供給手段の蓄熱体を利用して燃焼用空気を供給
する。依って、燃焼用空気の供給を切替えるだけで交互
燃焼と同じ結果を得る。
【０００８】また、高温空気の供給手段の切り替え時に
瞬間的に燃料供給量を減じる場合、高温空気切り替えの
瞬間に空気ガス炉内に噴射されずとも、燃料供給量が減
るためＯ2 不足にならずＣＯの発生を抑制できる。した
がって、空気過剰率を必要最低限に設定できる。
瞬間的に燃料供給量を減じる場合、高温空気切り替えの
瞬間に空気ガス炉内に噴射されずとも、燃料供給量が減
るためＯ2 不足にならずＣＯの発生を抑制できる。した
がって、空気過剰率を必要最低限に設定できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。
づいて詳細に説明する。
【００１０】図１に本発明の蓄熱型低ＮＯｘバーナの原
理図を示す。この蓄熱型低ＮＯｘバーナは、従来の拡散
燃焼で用いられる３００℃〜４００℃程度の燃焼用空気
よりもはるかに高温（例えば１０００℃程度の熱風）の
燃焼用空気Ａと燃料Ｆとを別々に炉内１５に噴射させ、
２系統の燃焼用空気供給手段２，３から交互に噴射され
る高温の燃焼用空気Ａと単一の燃料ノズル１から連続し
て噴射される燃料Ｆとを炉内１５で混合して燃焼させた
後、燃焼ガスを他の燃焼用空気供給手段の蓄熱体５を経
て排気するようにしたものである。ここで、燃焼用空気
供給手段２，３から炉内に噴射される燃焼用空気量をほ
ぼ全量と表現したのは、燃焼用空気の一部（通常数％程
度）が常温のまま燃料ノズル１の冷却用空気として、燃
料用ノズル１の周りから炉内に噴射される場合があるか
らである。しかし、実質的にはほぼ全量となる燃焼用空
気Ａが高温にされてから炉内に噴射されていると言え
る。
理図を示す。この蓄熱型低ＮＯｘバーナは、従来の拡散
燃焼で用いられる３００℃〜４００℃程度の燃焼用空気
よりもはるかに高温（例えば１０００℃程度の熱風）の
燃焼用空気Ａと燃料Ｆとを別々に炉内１５に噴射させ、
２系統の燃焼用空気供給手段２，３から交互に噴射され
る高温の燃焼用空気Ａと単一の燃料ノズル１から連続し
て噴射される燃料Ｆとを炉内１５で混合して燃焼させた
後、燃焼ガスを他の燃焼用空気供給手段の蓄熱体５を経
て排気するようにしたものである。ここで、燃焼用空気
供給手段２，３から炉内に噴射される燃焼用空気量をほ
ぼ全量と表現したのは、燃焼用空気の一部（通常数％程
度）が常温のまま燃料ノズル１の冷却用空気として、燃
料用ノズル１の周りから炉内に噴射される場合があるか
らである。しかし、実質的にはほぼ全量となる燃焼用空
気Ａが高温にされてから炉内に噴射されていると言え
る。
【００１１】更に具体的には、本実施例の蓄熱型低ＮＯ
ｘバーナは、燃料Ｆを炉内１５に噴射する燃料ノズル１
と、蓄熱体５を備え該蓄熱体５を通して燃焼用空気Ａの
供給と炉内の燃焼ガスの排気とを交互に行う少なくとも
２系統の燃焼用空気供給手段２，３とを有する。ここ
で、２系統の燃焼用空気供給手段２，３は同時に燃焼用
空気Ａを噴射することはなく、いずれか一方から燃焼用
空気Ａを噴射しているときには他方から炉内の燃焼ガス
Ｇを排気するための排気系路の一部として使用される。
この２系統の燃焼用空気供給手段２，３の切り替えは例
えば四方弁７などを用いて行われ燃焼ガス及び燃焼用空
気が交互に流される。本実施例において、燃焼用空気供
給手段２，３は、炉壁１６に連結された断熱材から成る
ウィンドボックス４とこれに連結される蓄熱体５とから
構成されている。蓄熱体５は例えばケーシング６に収容
されウィンドボックス４に連結されてウィンドボックス
４と一体化されている。ここで、排気系８と給気系９と
は四方弁７と配管１０，１０によって、選択的に燃焼用
空気供給手段２，３のいずれか一方の蓄熱体５に接続さ
れ、例えば給気系９の押し込みファン１１によって供給
される燃焼用空気が加熱された蓄熱体５を経て炉内１５
に噴射されると同時に例えば排気系８の誘引ファン１２
によって炉内１５の燃焼ガスが冷えた蓄熱体５を経て大
気中に吸引排気される。また、この燃焼用空気供給手段
２，３の少なくともいずれか一方には、立ち上げ用のバ
ーナ１３が設置されている。立ち上げ用バーナ１３は、
例えばウィンドボックス４の周壁からウィンドボックス
４内に向けて燃料ノズル１４を設置することによって構
成されている。燃料ノズル１４は、燃焼用空気の流れと
交差するように燃料を噴射し得るように設置されてい
る。この立ち上げ用バーナ１３は拡散燃焼バーナであ
る。尚、蓄熱体５としては比較的圧力損失が低い割りに
熱容量が大きく耐久性の高い材料例えばファインセラミ
ックスで成形されたハニカム状のセル孔を多数有する筒
体の使用が好ましいが、特にこれに限定されるものでは
なく他の材料あるいは構造から成る蓄熱体を使用しても
良い。尚、図示していないが、立ち上げ用のバーナ１３
にはその点火用トランスなどの必要な付帯設備が装備さ
れる。
ｘバーナは、燃料Ｆを炉内１５に噴射する燃料ノズル１
と、蓄熱体５を備え該蓄熱体５を通して燃焼用空気Ａの
供給と炉内の燃焼ガスの排気とを交互に行う少なくとも
２系統の燃焼用空気供給手段２，３とを有する。ここ
で、２系統の燃焼用空気供給手段２，３は同時に燃焼用
空気Ａを噴射することはなく、いずれか一方から燃焼用
空気Ａを噴射しているときには他方から炉内の燃焼ガス
Ｇを排気するための排気系路の一部として使用される。
この２系統の燃焼用空気供給手段２，３の切り替えは例
えば四方弁７などを用いて行われ燃焼ガス及び燃焼用空
気が交互に流される。本実施例において、燃焼用空気供
給手段２，３は、炉壁１６に連結された断熱材から成る
ウィンドボックス４とこれに連結される蓄熱体５とから
構成されている。蓄熱体５は例えばケーシング６に収容
されウィンドボックス４に連結されてウィンドボックス
４と一体化されている。ここで、排気系８と給気系９と
は四方弁７と配管１０，１０によって、選択的に燃焼用
空気供給手段２，３のいずれか一方の蓄熱体５に接続さ
れ、例えば給気系９の押し込みファン１１によって供給
される燃焼用空気が加熱された蓄熱体５を経て炉内１５
に噴射されると同時に例えば排気系８の誘引ファン１２
によって炉内１５の燃焼ガスが冷えた蓄熱体５を経て大
気中に吸引排気される。また、この燃焼用空気供給手段
２，３の少なくともいずれか一方には、立ち上げ用のバ
ーナ１３が設置されている。立ち上げ用バーナ１３は、
例えばウィンドボックス４の周壁からウィンドボックス
４内に向けて燃料ノズル１４を設置することによって構
成されている。燃料ノズル１４は、燃焼用空気の流れと
交差するように燃料を噴射し得るように設置されてい
る。この立ち上げ用バーナ１３は拡散燃焼バーナであ
る。尚、蓄熱体５としては比較的圧力損失が低い割りに
熱容量が大きく耐久性の高い材料例えばファインセラミ
ックスで成形されたハニカム状のセル孔を多数有する筒
体の使用が好ましいが、特にこれに限定されるものでは
なく他の材料あるいは構造から成る蓄熱体を使用しても
良い。尚、図示していないが、立ち上げ用のバーナ１３
にはその点火用トランスなどの必要な付帯設備が装備さ
れる。
【００１２】燃料ノズル１は、炉壁１６を貫通して炉内
１５に直接露出するように少なくとも１本が配置されて
いる。例えば本実施例の場合、１本の燃料ノズル１に対
し２系統の燃焼用空気供給手段２，３が等間隔で配置さ
れている。この燃料ノズル１は、燃焼用空気とほぼ平行
に炉内１５に燃料を噴射するように開口されている。
尚、図２に示すように、燃料ノズル１と炉壁１６との間
には、わずかな隙間の冷却空気噴射孔１７を設け、燃焼
用空気の一部（例えば数％相当）を蓄熱体５を通さずに
常温のまま流すことによって燃料ノズル１を冷却するこ
ともある。この冷却用の空気は、例えば給気系９から分
岐された冷却空気供給管１８を介して供給される。
１５に直接露出するように少なくとも１本が配置されて
いる。例えば本実施例の場合、１本の燃料ノズル１に対
し２系統の燃焼用空気供給手段２，３が等間隔で配置さ
れている。この燃料ノズル１は、燃焼用空気とほぼ平行
に炉内１５に燃料を噴射するように開口されている。
尚、図２に示すように、燃料ノズル１と炉壁１６との間
には、わずかな隙間の冷却空気噴射孔１７を設け、燃焼
用空気の一部（例えば数％相当）を蓄熱体５を通さずに
常温のまま流すことによって燃料ノズル１を冷却するこ
ともある。この冷却用の空気は、例えば給気系９から分
岐された冷却空気供給管１８を介して供給される。
【００１３】以上のように構成されたバーナによれば次
のようにして低ＮＯｘ燃焼を実現できる。
のようにして低ＮＯｘ燃焼を実現できる。
【００１４】まず、燃焼用空気供給手段３に装備されて
いる立ち上げ用バーナ１３を焚く。そして、炉内１５が
所定温度に達したとき、燃料ノズル１から燃料噴射を開
始すると共に今まで燃焼ガスを排気させていた燃焼用空
気供給手段２から燃焼用空気を供給するように四方弁７
を切り替える。燃焼用空気Ａは加熱された蓄熱体５を通
って炉内１５に供給される。したがって、排ガス温度に
近い高温の燃焼用空気例えば１０００℃程度の熱風とな
って供給される。ほぼ全量の燃焼用空気に相当する高温
燃焼用空気Ａと燃料ノズル１から噴射される燃料Ｆとは
別々に炉内１５に噴射されるため噴射直後に混合するこ
となく炉内１５に広がり、炉内１５のいずこかで緩慢に
混合される。このとき、燃焼用空気Ａと燃料Ｆはその流
速を急速に低下させかつ混合領域を広範囲に拡大してい
ることから、燃焼し難い条件である。しかし、燃焼用空
気Ａそのものが１０００℃程度の高温であるため、この
ような条件でも容易に燃焼する。即ち、緩慢燃焼する。
この緩慢燃焼はＮＯｘの発生が少ない。
いる立ち上げ用バーナ１３を焚く。そして、炉内１５が
所定温度に達したとき、燃料ノズル１から燃料噴射を開
始すると共に今まで燃焼ガスを排気させていた燃焼用空
気供給手段２から燃焼用空気を供給するように四方弁７
を切り替える。燃焼用空気Ａは加熱された蓄熱体５を通
って炉内１５に供給される。したがって、排ガス温度に
近い高温の燃焼用空気例えば１０００℃程度の熱風とな
って供給される。ほぼ全量の燃焼用空気に相当する高温
燃焼用空気Ａと燃料ノズル１から噴射される燃料Ｆとは
別々に炉内１５に噴射されるため噴射直後に混合するこ
となく炉内１５に広がり、炉内１５のいずこかで緩慢に
混合される。このとき、燃焼用空気Ａと燃料Ｆはその流
速を急速に低下させかつ混合領域を広範囲に拡大してい
ることから、燃焼し難い条件である。しかし、燃焼用空
気Ａそのものが１０００℃程度の高温であるため、この
ような条件でも容易に燃焼する。即ち、緩慢燃焼する。
この緩慢燃焼はＮＯｘの発生が少ない。
【００１５】この緩慢燃焼によって発生する燃焼ガスは
炉内１５での熱利用の後、他方の燃焼用空気供給手段３
から炉外に排出される。このとき、蓄熱体５で燃焼ガス
の廃熱を回収する。そして、排気側となっている燃焼用
空気供給手段３の蓄熱体５がある程度の温度に達する
と、燃焼用空気を切り替え、今まで燃焼ガスを排気して
いた燃焼用空気供給手段３から燃焼用空気Ａを供給し、
反対側の燃焼用空気供給手段２から燃焼ガスを排気す
る。ここで、燃焼と排気の切替は例えば２０秒〜２分間
隔、好ましくは約１分以内の間隔で行うか、あるいは排
出される燃焼ガスが所定の温度例えば２００℃程度とな
ったときに行う。また、高温空気切り替えの瞬間に空気
が炉内に噴射されないこととなるが、空気過剰率をある
程度高めに設定しておけばＯ2 不足によるＣＯ発生を招
くことがない。
炉内１５での熱利用の後、他方の燃焼用空気供給手段３
から炉外に排出される。このとき、蓄熱体５で燃焼ガス
の廃熱を回収する。そして、排気側となっている燃焼用
空気供給手段３の蓄熱体５がある程度の温度に達する
と、燃焼用空気を切り替え、今まで燃焼ガスを排気して
いた燃焼用空気供給手段３から燃焼用空気Ａを供給し、
反対側の燃焼用空気供給手段２から燃焼ガスを排気す
る。ここで、燃焼と排気の切替は例えば２０秒〜２分間
隔、好ましくは約１分以内の間隔で行うか、あるいは排
出される燃焼ガスが所定の温度例えば２００℃程度とな
ったときに行う。また、高温空気切り替えの瞬間に空気
が炉内に噴射されないこととなるが、空気過剰率をある
程度高めに設定しておけばＯ2 不足によるＣＯ発生を招
くことがない。
【００１６】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例では、２系統の燃焼用空気供給系
２，３を交互に切り替える際にも燃料ノズル１４から噴
射される燃料は一定量であるがこれに特に限定されるも
のではなく、空気の切り替えの瞬間に燃料を減らすこと
もある。この場合、空気過剰率を必要最低限に設定した
としても、燃料の供給が瞬間的に減らされるため、高温
空気切り替えの瞬間に空気が炉内に噴射されない状況が
起きたとしてＯ2不足となることがない。このため、Ｃ
Ｏの発生を抑制できる。また、本実施例では、１つの燃
料ノズル１の周りに２系統の燃焼用用空気供給手段２，
３を配置しているが、３系統以上の燃焼用空気供給手段
を配置して順番に燃焼用空気を噴射させるようにしても
良い。また、複数本の燃料ノズル１，…，１と複数対の
燃焼用空気供給手段２，３とを組み合わせて配置しても
良い。
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例では、２系統の燃焼用空気供給系
２，３を交互に切り替える際にも燃料ノズル１４から噴
射される燃料は一定量であるがこれに特に限定されるも
のではなく、空気の切り替えの瞬間に燃料を減らすこと
もある。この場合、空気過剰率を必要最低限に設定した
としても、燃料の供給が瞬間的に減らされるため、高温
空気切り替えの瞬間に空気が炉内に噴射されない状況が
起きたとしてＯ2不足となることがない。このため、Ｃ
Ｏの発生を抑制できる。また、本実施例では、１つの燃
料ノズル１の周りに２系統の燃焼用用空気供給手段２，
３を配置しているが、３系統以上の燃焼用空気供給手段
を配置して順番に燃焼用空気を噴射させるようにしても
良い。また、複数本の燃料ノズル１，…，１と複数対の
燃焼用空気供給手段２，３とを組み合わせて配置しても
良い。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の蓄熱型低ＮＯｘバーナシステムは、蓄熱体を備え該蓄
熱体を通して燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出を交互
に行なう少なくとも２系統の燃焼用空気供給手段を炉内
に向けて直接開口させて設置し燃焼ガスの熱で加熱され
た蓄熱体を通して高温の燃焼用空気を噴射させる一方、
燃焼用空気供給手段とほぼ平行に炉内に燃料を噴射する
少なくとも１本の燃料ノズルを設置し、炉内に燃料を連
続的に噴射すると共にこの燃料と平行して高温の燃焼用
空気を燃焼用空気供給手段から交互に炉内に噴射するよ
うにしているので、炉内に別々に噴射される高温の燃焼
用空気と燃料とが炉内のいずこかで緩慢燃焼を起こす。
したがって、燃料の切り替えを行わずに燃焼用空気の切
り替えを行うだけで実質的に交互燃焼と同様に燃焼を維
持できる。しかも、燃焼は高温の燃焼用空気によって安
定した緩慢燃焼を実現できるため、蓄熱型バーナとして
の特性を失うことなくＮＯｘの発生を従来の蓄熱型バー
ナよりも大幅に低減できる。
の蓄熱型低ＮＯｘバーナシステムは、蓄熱体を備え該蓄
熱体を通して燃焼用空気の供給と燃焼ガスの排出を交互
に行なう少なくとも２系統の燃焼用空気供給手段を炉内
に向けて直接開口させて設置し燃焼ガスの熱で加熱され
た蓄熱体を通して高温の燃焼用空気を噴射させる一方、
燃焼用空気供給手段とほぼ平行に炉内に燃料を噴射する
少なくとも１本の燃料ノズルを設置し、炉内に燃料を連
続的に噴射すると共にこの燃料と平行して高温の燃焼用
空気を燃焼用空気供給手段から交互に炉内に噴射するよ
うにしているので、炉内に別々に噴射される高温の燃焼
用空気と燃料とが炉内のいずこかで緩慢燃焼を起こす。
したがって、燃料の切り替えを行わずに燃焼用空気の切
り替えを行うだけで実質的に交互燃焼と同様に燃焼を維
持できる。しかも、燃焼は高温の燃焼用空気によって安
定した緩慢燃焼を実現できるため、蓄熱型バーナとして
の特性を失うことなくＮＯｘの発生を従来の蓄熱型バー
ナよりも大幅に低減できる。
【００１８】更に、燃焼用空気を交互に供給するだけで
交番燃焼と同様の効果が得られるにも拘らず燃料を切り
替えるための設備や噴射タイミングを取るための制御装
置などを必要としない。しかも、燃料ノズルは炉壁内に
埋め込むことができ、燃焼ガスの排気系路から完全に退
避できるため、焼損や燃料コーキングの虞がない上に配
置位置や構造等が複雑とならずに済む。
交番燃焼と同様の効果が得られるにも拘らず燃料を切り
替えるための設備や噴射タイミングを取るための制御装
置などを必要としない。しかも、燃料ノズルは炉壁内に
埋め込むことができ、燃焼ガスの排気系路から完全に退
避できるため、焼損や燃料コーキングの虞がない上に配
置位置や構造等が複雑とならずに済む。
【００１９】また、本発明において高温空気を切り替え
る際に燃料供給量を減じるようにして連続的に噴射する
場合、空気過剰率を必要最低限に設定しても、炉内が酸
素不足になることがなく、ＣＯ発生量を最少に抑えるこ
とができる。
る際に燃料供給量を減じるようにして連続的に噴射する
場合、空気過剰率を必要最低限に設定しても、炉内が酸
素不足になることがなく、ＣＯ発生量を最少に抑えるこ
とができる。
【図１】本発明の蓄熱型低ＮＯｘバーナシステムの原理
図である。
図である。
【図２】図１のバーナの正面図である。
【図３】従来の蓄熱型バーナの原理図である。
１ 燃料ノズル ２，３ 燃焼用空気供給手段 ５ 蓄熱体 ７ 四方弁 ８ 排気系 ９ 給気系 １５ 炉内 Ｆ 燃料 Ａ 高温燃焼用空気
Claims (2)
- 【請求項１】 蓄熱体を備え該蓄熱体を通して燃焼用空
気の供給と燃焼ガスの排出を交互に行なう少なくとも２
系統の燃焼用空気供給手段を炉内に向けて直接開口させ
て設置し燃焼ガスの熱で加熱された蓄熱体を通して高温
の燃焼用空気を噴射させる一方、前記燃焼用空気供給手
段とほぼ平行に前記炉内に燃料を噴射する少なくとも１
本の燃料ノズルを設置し、前記炉内に燃料を連続的に噴
射すると共にこの燃料と平行して高温の燃焼用空気を前
記燃焼用空気供給手段から交互に炉内に噴射することを
特徴とする蓄熱型低ＮＯｘバーナ。 - 【請求項２】 蓄熱体を備え該蓄熱体を通して燃焼用空
気の供給と燃焼ガスの排出を交互に行なう少なくとも２
系統の燃焼用空気供給手段を炉内に向けて直接開口させ
て設置し燃焼ガスの熱で加熱された蓄熱体を通して高温
の燃焼用空気を噴射させる一方、前記燃焼用空気供給手
段とほぼ平行に前記炉内に燃料を噴射する少なくとも１
本の燃料ノズルを設置し、前記炉内に高温の燃焼用空気
を前記燃焼用空気供給手段から交互に炉内に噴射すると
共に前記燃料を炉内に前記高温空気の交互切替を行う瞬
間のみ流量を減じて連続的に噴射することを特徴とする
蓄熱型低ＮＯｘバーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5081195A JP2837787B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 蓄熱型低ＮＯｘバーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5081195A JP2837787B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 蓄熱型低ＮＯｘバーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272851A true JPH06272851A (ja) | 1994-09-27 |
| JP2837787B2 JP2837787B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=13739700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5081195A Expired - Fee Related JP2837787B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 蓄熱型低ＮＯｘバーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837787B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998038344A1 (fr) * | 1997-02-28 | 1998-09-03 | Kawasaki Steel Corporation | Procede et appareil de chauffage |
| EP1205710A1 (en) * | 1999-08-17 | 2002-05-15 | Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha | Combustion method and burner |
| JP2004514864A (ja) * | 2000-07-27 | 2004-05-20 | フォスター ホイーラー ユーエスエー コーポレーション | 希薄濃度の可燃ガスを燃焼させる過圧燃焼器 |
| JP2006132849A (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-25 | Chiyoda Corp | 反応炉 |
| JP2008215667A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Chugai Ro Co Ltd | 連続加熱炉 |
| JP2019086202A (ja) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | 日本碍子株式会社 | リジェネレイティブバーナ、工業炉及び焼成品の製造方法 |
| US20200326070A1 (en) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | Hertwich Engineering Gmbh | Method for the continuous firing of combustion chambers with at least three regenerative burners |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62908U (ja) * | 1985-06-14 | 1987-01-07 | ||
| JPH0611121A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-21 | Chugai Ro Co Ltd | 蓄熱式燃焼装置 |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP5081195A patent/JP2837787B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS62908U (ja) * | 1985-06-14 | 1987-01-07 | ||
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| EP1205710A4 (en) * | 1999-08-17 | 2002-09-25 | Nippon Furnace Kogyo Kk | COMBUSTION TECHNIQUE AND BURNING THEREFOR |
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| US11920786B2 (en) | 2017-11-06 | 2024-03-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Regenerative burner, industrial furnace and method for producing a fired article |
| US20200326070A1 (en) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | Hertwich Engineering Gmbh | Method for the continuous firing of combustion chambers with at least three regenerative burners |
| US11585531B2 (en) * | 2019-04-11 | 2023-02-21 | Hertwich Engineering Gmbh | Method for the continuous firing of combustion chambers with at least three regenerative burners |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2837787B2 (ja) | 1998-12-16 |
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