JPH06288519A - 蓄熱式バーナ装置を備えた加熱装置 - Google Patents

蓄熱式バーナ装置を備えた加熱装置

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JPH06288519A
JPH06288519A JP5108681A JP10868193A JPH06288519A JP H06288519 A JPH06288519 A JP H06288519A JP 5108681 A JP5108681 A JP 5108681A JP 10868193 A JP10868193 A JP 10868193A JP H06288519 A JPH06288519 A JP H06288519A
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Toshiyasu Yuri
壽康 由利
Katsuyuki Nakanishi
克之 中西
Futahiko Nakagawa
二彦 中川
Masayasu Fukui
雅康 福井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼動作するバーナ装置及び蓄熱動作するバ
ーナ装置を備えた加熱装置において,簡単な構造でNO
xの排出量を低減した上で,バーナ装置本体の過熱によ
る高温耐熱性の劣化を防止し,更に高効率加熱を達成す
る。 【構成】 対をなしかつ蓄熱体を持つ2つの蓄熱式バー
ナ装置のうち,一方の蓄熱式バーナ装置へ燃料切換え弁
及び給排気切換え弁を介して燃料及び燃焼用空気を供給
して燃焼動作させ,燃焼廃ガスを他方の蓄熱式バーナ装
置に通して蓄熱動作させ,この他方の蓄熱式バーナ装置
の蓄熱体を通過した燃焼廃ガスを給排気切換え弁を介し
て外部へ排出する。本発明により,給排気切換え弁27
から出る燃焼廃ガス排出導管33と,燃焼用空気源28
から給排気切換え弁27へ至る燃焼用空気供給導管34
との間に,燃焼廃ガス分岐導管35を設けて,蓄熱動作
する蓄熱式バーナ装置25′又は25から外部へ排出さ
れる燃焼廃ガスの一部を,燃焼動作する蓄熱式バーナ装
置25又は25′へ供給される燃焼用空気に混入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,対をなしかつ蓄熱体を
持つ2つの蓄熱式バーナ装置のうち,一方の蓄熱式バー
ナ装置へ燃料切換え弁及び給排気切換え弁を介して燃料
及び燃焼用空気を供給して燃焼動作させ,燃焼廃ガスを
他方の蓄熱式バーナ装置に通して蓄熱動作させ,この他
方の蓄熱式バーナ装置の畜熱体を通過した燃焼廃ガスを
給排気切換え弁を介して外部へ排出する,蓄熱式バーナ
装置を備えた加熱装置に関する。ここで蓄熱式バーナ装
置は,蓄熱体により燃焼用空気を予熱されるバーナ装置
で,バーナ装置本体に蓄熱体を内蔵したものだけでな
く,バーナ装置本体へ燃焼用空気を供給する空気導管内
に蓄熱体を設けたものをも含むものとする。
【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),燃焼廃ガスの廃熱回収に
より加熱装置の効率を高めることができる。燃焼動作す
るバーナ装置への燃焼用空気の供給と,蓄熱動作するバ
ーナ装置の蓄熱体へ放熱した後の燃焼廃ガスの排出と
を,1つの給排気切換え弁を介して行うと,切換え弁に
要する費用を少なくすることができる。
【0003】高い効率を得るために,燃焼用空気は90
0〜1200℃に予熱される。従つて従来の2段燃焼の
低NOx型バーナ装置をそのまま使用しただけでは,高
温のためNOx排出量は250〜400ppm(燃焼廃
ガス中の酸素11%に換算)で,依然として高く,環境
基準値を満たすことは極めて困難である。
【0004】これに対し,バーナ装置の燃焼区域に蒸気
又は噴霧水を添加して,燃焼ガスの温度低下によりNO
xの生成を抑制することも行われている。
【0005】しかしながら,加熱装置が例えば連続焼鈍
炉であると,蒸気又は噴霧水を添加するNOx低減策に
は次のような問題点がある。まず連続焼鈍炉では,蓄熱
式バーナ装置の対の数が非常に多いため,蒸気又は水用
の供給導管を含む蒸気又は噴霧水添加装置が複雑にな
り,多額の設備費を要する。またこれらの導管内にスケ
ールが堆積して,流れ抵抗を高め,所要量の蒸気又は噴
霧水の供給に困難が生ずる。また連続焼鈍炉では,ラジ
アントチユーブに接続される蓄熱式バーナ装置に蒸気又
は噴霧水が添加されるため,ラジアントチユーブの内表
面の酸化が促進され,その寿命が低下するおそれがあ
る。また蓄熱式バーナ装置の燃焼ガスで鋼材を直接加熱
する鋼材加熱炉では,蒸気又は噴霧水のため鋼材表面の
スケールロスが増加し,鋼材の歩留りが低下する可能性
がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は,比較
的簡単な構造でNOxの排出量を低くおさえることがで
きる加熱装置を提供することである。
【0007】
【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,給排気切換え弁から出る燃焼廃ガス排
出導管と,燃焼用空気源から給排気切換え弁へ至る燃焼
用空気供給導管との間に,燃焼廃ガス分岐導管を設け
て,蓄熱動作する蓄熱式バーナ装置から外部へ排出され
る燃焼廃ガスの一部を,燃焼動作する蓄熱式バーナ装置
へ供給される燃焼用空気に混入する。
【0008】この場合燃焼廃ガス分岐導管に流量調節弁
又はフアンを設けて,蓄熱体により予熱されかつ燃焼動
作する蓄熱式バーナ装置へ供給される燃焼用空気の温度
に応じて流量調節弁又はフアンの回転数を制御するのが
よい。
【0009】
【発明の効果】こうして本発明によれば,蓄熱体で放熱
した後温度が低下した燃焼廃ガスの一部を燃焼用空気に
混合して,燃焼用空気の温度を低下させるようにしたの
で,蒸気又は噴霧水のような特別な流体を使用する必要
がなく,蒸気又は噴霧水の添加装置が不要になり,設備
費が著しく少なくなる。また燃焼廃ガスは,蒸気又は噴
霧水のように,これら接触するラジアントチユーブ内表
面を酸化したり,加熱対象物例えば鋼材にスケルロスを
生ずることもない。更に燃焼用空気への燃焼廃ガスの混
入によるNOx低減効果を確保した上で,バーナ装置本
体の過熱による高温耐熱性の劣化を防止すると共に,高
効率加熱特性を維持することができる。
【0010】
【実施例】図1は,バーナ装置本体に蓄熱体を内蔵した
蓄熱式バーナ装置を示し,加熱炉1例えば連続焼鈍炉内
へ突出するラジアントチユーブ2の範囲内には,半径方
向間隔をおいてセラミツクス又は金属から成る燃焼筒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1
4が設けられている。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2
0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。
【0011】図2において,対をなすこのような2つの
蓄熱式バーナ装置25,25′が,加熱炉1内に延びる
ラジアントチユーブ2の両端に接続されて蓄熱加熱装置
を構成している。両方のバーナ装置25,25′の空気
接続口にそれぞれ接続される空気導管26,26′は,
給排気切換え弁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装置25,25′の燃料接続口
にそれぞれ接続される燃料導管30,30′は,燃料切
換え弁31及び燃料遮断弁32を介して図示しない燃料
源としてのガス源に接続可能である。
【0012】給排気切換え弁27から出る燃焼廃ガス排
出導管33と,空気源即ち空気押込みフアン28から給
排気切換え弁27へ至る燃焼用空気供給導管34との間
に,燃焼廃ガス分岐導管35が設けられ,この導管35
中にフアン37,流量計38及び流量調節弁36が挿入
されている。
【0013】蓄熱式バーナ装置の燃焼用空気接続口から
入つて蓄熱体を通つた後の燃焼用空気の温度を検出する
温度センサ39,39′は,切換え開閉器40により制
御装置41に選択的に接続可能である。この切換え開閉
器40は,両方の切換え弁27及び31に連動して切換
えられて,燃焼動作するバーナ装置の蓄熱体により予熱
される燃焼用空気の温度に関係する信号を制御装置41
へ供給するようになつている。流量計38も流量に関係
する信号を制御装置41へ供給する。
【0014】バーナ装置本体へ燃焼用空気を供給する空
気導管26,26′内に,破線で示すように蓄熱体1
4,14′が設けられる場合,温度センサ42,42′
は,蓄熱体14,14′と蓄熱式バーナ装置本体25,
25′との間の空気導管26,26′に設けられる。
【0015】図2において,両切換え弁27及び31が
図示した切換え位置にあり,バーナ装置25が燃焼動作
し,バーナ装置25′が蓄熱動作しているものとする。
燃料導管30を介してバーナ装置25へ供給されてメイ
ンバーナ6のノズル7から噴出する燃料ガスは,同様に
空気導管26からバーナ装置25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編出
し,供給通路13から燃焼筒3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。
【0016】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を通る際加熱炉1内へ
放熱し,バーナ装置25′の蓄熱体14へ更に放熱し
て,温度を低下し,燃焼廃ガスとして空気導管26′及
び給排気切換え弁27を経て,排気フアン29により外
部へ排出される。切換え弁27及び31が切換えられる
と,こんどはバーナ装置25′が燃焼動作し,バーナ装
置25が蓄熱動作する。蓄熱体により,燃焼動作するバ
ーナ装置へ供給される燃焼用空気の予熱が行われる。
【0017】例えば燃焼動作するバーナ装置25の燃焼
用空気は蓄熱体により予熱されるが,温度センサ39又
は40によりその温度が検出され,この温度に応じて制
御装置41により流量調節弁36又はフアン37を操作
して,燃焼用空気へ混入される燃焼廃ガスの流量を制御
する。更に流量調節弁36又はフアン37を混入すべき
燃焼廃ガスの流量に応じて制御することもできる。こう
して燃焼用空気の温度を,NOxの低減を保証しかつ燃
焼廃ガスに接触する部品の損耗を防止するのに適した値
に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】蓄熱式バーナ装置の断面図である。
【図2】蓄熱式バーナ装置の対を備えた加熱装置の接続
図である。
【符号の説明】
1 加熱炉 14,14′ 蓄熱体 25,25′ 蓄熱式バーナ装置 27 給排気切換え弁 28 燃焼用空気源 31 燃料切換え弁 33 燃焼廃ガス排出導管 34 燃焼用空気供給導管 35 燃焼廃ガス分岐導管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F23D 14/76 (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 オツトー内 (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 福井 雅康 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対をなしかつ蓄熱体を持つ2つの蓄熱式
    バーナ装置のうち,一方の畜熱式バーナ装置へ燃料切換
    え弁及び給排気切換え弁を介して燃料及び燃焼用空気を
    供給して燃焼動作させ,燃焼廃ガスを他方の蓄熱式バー
    ナ装置に通して蓄熱動作させ,この他方の蓄熱式バーナ
    装置の蓄熱体を通過した燃焼廃ガスを給排気切換え弁を
    介して外部へ排出するものにおいて,給排気切換え弁
    (27)から出る燃焼廃ガス排出導管(33)と,燃焼
    用空気源(28)から給排気切換え弁(27)へ至る燃
    焼用空気供給導管(34)との間に,燃焼廃ガス分岐導
    管(35)を設けて,蓄熱動作する蓄熱式バーナ装置
    (25′又は25)から外部へ排出される燃焼廃ガスの
    一部を,燃焼動作する蓄熱式バーナ装置(25又は2
    5′)へ供給される燃焼用空気に混入することを特徴と
    する,蓄熱式バーナ装置を備えた加熱装置。
  2. 【請求項2】 燃焼廃ガス分岐導管(35)に流量調節
    弁(36)を設けて,蓄熱体(14,14′)により予
    熱されかつ燃焼動作する蓄熱式バーナ装置(25,2
    5′)へ供給される燃焼用空気の温度に応じて流量調節
    弁(36)を制御することを特徴とする,請求項1に記
    載の加熱装置。
  3. 【請求項3】 燃焼廃ガス分岐導管(35)にフアン
    (37)を設けて,蓄熱体(14,14′)により予熱
    されかつ燃焼動作する蓄熱式バーナ装置(25,2
    5′)へ供給される燃焼用空気の温度に応じてフアン
    (37)の回転数を制御することを特徴とする,請求項
    1に記載の加熱装置。
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