JPH0656261B2 - 熱回収式燃焼装置 - Google Patents
熱回収式燃焼装置Info
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- JPH0656261B2 JPH0656261B2 JP63046307A JP4630788A JPH0656261B2 JP H0656261 B2 JPH0656261 B2 JP H0656261B2 JP 63046307 A JP63046307 A JP 63046307A JP 4630788 A JP4630788 A JP 4630788A JP H0656261 B2 JPH0656261 B2 JP H0656261B2
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- air
- combustion
- heat
- heat recovery
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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
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、燃焼した後の排気ガスの熱を燃焼用空気の加
熱に使用するようにした熱回収式燃焼装置に関する。
熱に使用するようにした熱回収式燃焼装置に関する。
（従来の技術） 鍛造炉、焼準炉、調質炉などの工業用炉とか、タービン
の蒸気発生用加熱装置等に使用されている燃焼装置に
は、省エネルギを図る上から、燃焼した後の排気ガスの
熱を利用して燃焼用空気を加熱するようにした熱回収式
の燃焼装置が多用されている。
の蒸気発生用加熱装置等に使用されている燃焼装置に
は、省エネルギを図る上から、燃焼した後の排気ガスの
熱を利用して燃焼用空気を加熱するようにした熱回収式
の燃焼装置が多用されている。
この種燃焼装置に使用されるレキュペレータは、排気ガ
スラインと燃焼空気ラインとを近接するとともにこの両
ライン間に所定の熱交換器をして設け、この両ライン内
を流れる空気と排気ガスとの間で熱交換させるようにし
たものが一般的である。
スラインと燃焼空気ラインとを近接するとともにこの両
ライン間に所定の熱交換器をして設け、この両ライン内
を流れる空気と排気ガスとの間で熱交換させるようにし
たものが一般的である。
確かに、このレキュペレータでも、温度レベルで見れ
ば、約半分程度の熱の回収が可能である。例えば、前記
工業用炉では、１２００℃の排気ガスで熱交換した燃焼
空気の温度は６００℃程度とされている。
ば、約半分程度の熱の回収が可能である。例えば、前記
工業用炉では、１２００℃の排気ガスで熱交換した燃焼
空気の温度は６００℃程度とされている。
このようなレキュペレータは、必然的に材料は元よりス
ペース的にも著じるしい制限を受け、時には炉とか加熱
装置等の本体よりも大きな場所をとることもある。
ペース的にも著じるしい制限を受け、時には炉とか加熱
装置等の本体よりも大きな場所をとることもある。
そこで、最近では、第９〜１１図に示すような燃焼装置
が提案されている。
が提案されている。
第９図に示す燃焼装置は、炉１の下部にバーナーｂを取
付け、上部に煙突２を配置したもので、前記バーナーｂ
に供給する燃焼空気を、前記煙突２と空気ライン３との
間に設けられた熱交換器４を利用して排気ガスと熱交換
し、前記燃焼空気を加熱するようにしたものである。
付け、上部に煙突２を配置したもので、前記バーナーｂ
に供給する燃焼空気を、前記煙突２と空気ライン３との
間に設けられた熱交換器４を利用して排気ガスと熱交換
し、前記燃焼空気を加熱するようにしたものである。
なお、図中「５」は燃焼空気を送るブロア、「６」は鋳
塊である。
塊である。
第１０図に示すものは、蓄熱方式と称されるもので、炉
１に上下一対のバーナーｂを設け、これを交互に所定時
間燃焼し、燃焼していない側のバーナー側から排気ガス
を排出するようにしたもので、燃焼していない側のバー
ナーにおいて、このバーナーと同心的に設けられた蓄熱
体７に前記排気ガスの熱を蓄熱し、次にこのバーナーｂ
が点火されて燃焼を開始する時に燃焼用空気を加熱して
流すようにしたものである。
１に上下一対のバーナーｂを設け、これを交互に所定時
間燃焼し、燃焼していない側のバーナー側から排気ガス
を排出するようにしたもので、燃焼していない側のバー
ナーにおいて、このバーナーと同心的に設けられた蓄熱
体７に前記排気ガスの熱を蓄熱し、次にこのバーナーｂ
が点火されて燃焼を開始する時に燃焼用空気を加熱して
流すようにしたものである。
第１１図に示すものは、バーナーｂに供給する燃焼用空
気と、炉１から排出される排気ガスとを前記バーナーｂ
の外周面において熱交換し、このバーナーｂの周面温度
と排気ガスの熱を利用して燃焼用空気を加熱するように
したものである。
気と、炉１から排出される排気ガスとを前記バーナーｂ
の外周面において熱交換し、このバーナーｂの周面温度
と排気ガスの熱を利用して燃焼用空気を加熱するように
したものである。
（発明が解決しようとする課題） ところが、第９図に示すものは、煙突２と燃焼空気のラ
イン３との間に熱交換器４を設置するために、全体的な
成形が面倒となり、しかも熱交換器４とバーナーｂとの
間に距離があるので、加熱された空気がバーナー部分に
届くまでには温度低下を来し、省エネ効果が低減する虞
れがある。
イン３との間に熱交換器４を設置するために、全体的な
成形が面倒となり、しかも熱交換器４とバーナーｂとの
間に距離があるので、加熱された空気がバーナー部分に
届くまでには温度低下を来し、省エネ効果が低減する虞
れがある。
また、第１０図に示すものは、バーナーｂを付けたり消
したり繰り返し行なうために、点火不良を起す虞れがあ
り、安全性に問題が生じ、また、燃料の供給と停止も繰
り返して行なうので、燃料供給系に設けられたバルブ
（図示せず）が摩耗する度合が激しく、寿命の短い装置
となる。しかも、この装置は、蓄熱体が蓄熱した熱を一
度放出すれば、それ以後の空気は加熱されないものとな
ることから、熱補給が間歇的となり、高い省エネ効果を
上げるには、前記付けたり消したりの繰り返しのサイク
ルタイムを短くしなければならず、使用頻度が多くな
り、それだけ安全性の欠如あるいは寿命の短縮等という
前述の欠点が助長されることになる。さらに、バーナー
等が一対必要となるので、装置全体のコストが高くなる
ことも否めない。
したり繰り返し行なうために、点火不良を起す虞れがあ
り、安全性に問題が生じ、また、燃料の供給と停止も繰
り返して行なうので、燃料供給系に設けられたバルブ
（図示せず）が摩耗する度合が激しく、寿命の短い装置
となる。しかも、この装置は、蓄熱体が蓄熱した熱を一
度放出すれば、それ以後の空気は加熱されないものとな
ることから、熱補給が間歇的となり、高い省エネ効果を
上げるには、前記付けたり消したりの繰り返しのサイク
ルタイムを短くしなければならず、使用頻度が多くな
り、それだけ安全性の欠如あるいは寿命の短縮等という
前述の欠点が助長されることになる。さらに、バーナー
等が一対必要となるので、装置全体のコストが高くなる
ことも否めない。
第１１図に示すものは、伝熱面積が小さく、熱の回収効
率が悪く、燃焼用空気はほぼ６００℃程度まてしか昇温
せず、また、密閉炉の場合は、炉内から速やかに排気ガ
スを外部に排出する必要性から、排気側に圧力損失を防
止するためのエゼクター８を設け、このエゼクター８を
利用して燃焼用空気の一部をエゼクター空気として使用
しなければならず、それだけ装置全体の構造が面倒とな
り、設備コストも高価なものとなっている。
率が悪く、燃焼用空気はほぼ６００℃程度まてしか昇温
せず、また、密閉炉の場合は、炉内から速やかに排気ガ
スを外部に排出する必要性から、排気側に圧力損失を防
止するためのエゼクター８を設け、このエゼクター８を
利用して燃焼用空気の一部をエゼクター空気として使用
しなければならず、それだけ装置全体の構造が面倒とな
り、設備コストも高価なものとなっている。
本発明は、上述した従来技術に伴う欠点、問題点を解決
するためになされたもので、熱交換した空気を温度低下
させることなく直ちに燃焼用空気として使用でき、省エ
ネ効果が高く、バーナーの点火−消化を繰り返すことの
ないものであって、安全性が高く、寿命の長い、コスト
的にも有利な熱回収式燃焼装置を提供することを目的と
する。
するためになされたもので、熱交換した空気を温度低下
させることなく直ちに燃焼用空気として使用でき、省エ
ネ効果が高く、バーナーの点火−消化を繰り返すことの
ないものであって、安全性が高く、寿命の長い、コスト
的にも有利な熱回収式燃焼装置を提供することを目的と
する。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明は、炉壁に取付け
られたバーナーの近傍に配設された燃焼用空気が流通す
る空気通路と、燃焼した後の排気ガスを炉外に排出する
ようにした排気ガス通路と、この排気ガス通路を流通す
る排気ガスの熱より前記空気通路を流通する燃焼用空気
を加熱するように前記排気ガス通路と空気通路との間に
回転し得るように設けられた多数の通気孔を有する蓄熱
体とを有する燃焼装置において、前記炉壁に開設された
開口部に、内部を仕切板で仕切ることにより前記空気通
路と排気ガス通路を形成した一つのダクトを連設し、こ
のダクトの炉内側端部の前記仕切板のない円筒部に前記
蓄熱体を配置したことを特徴とする熱回収式燃焼装置で
ある。
られたバーナーの近傍に配設された燃焼用空気が流通す
る空気通路と、燃焼した後の排気ガスを炉外に排出する
ようにした排気ガス通路と、この排気ガス通路を流通す
る排気ガスの熱より前記空気通路を流通する燃焼用空気
を加熱するように前記排気ガス通路と空気通路との間に
回転し得るように設けられた多数の通気孔を有する蓄熱
体とを有する燃焼装置において、前記炉壁に開設された
開口部に、内部を仕切板で仕切ることにより前記空気通
路と排気ガス通路を形成した一つのダクトを連設し、こ
のダクトの炉内側端部の前記仕切板のない円筒部に前記
蓄熱体を配置したことを特徴とする熱回収式燃焼装置で
ある。
（作用） このようにすれば、排気ガス通路内を流通する排気ガス
により、また炉内からの輻射熱により蓄熱体が加熱さ
れ、この蓄熱体が所定回転しつつ空気通路内を流通して
いる燃焼空気を加熱するようになるので、高い温度状態
で廃熱の回収が可能となり、しかも排気ガスの通路側で
加熱された蓄熱体が空気通路側に移動して直ちに燃焼空
気を加熱され直ちに炉内に吐出されるので、極めて高温
の燃焼空気が炉内に吐出され、この高温の空気によって
燃焼作用を行なうことができることになり、熱回収が一
層促進され、熱効率も向上する。
により、また炉内からの輻射熱により蓄熱体が加熱さ
れ、この蓄熱体が所定回転しつつ空気通路内を流通して
いる燃焼空気を加熱するようになるので、高い温度状態
で廃熱の回収が可能となり、しかも排気ガスの通路側で
加熱された蓄熱体が空気通路側に移動して直ちに燃焼空
気を加熱され直ちに炉内に吐出されるので、極めて高温
の燃焼空気が炉内に吐出され、この高温の空気によって
燃焼作用を行なうことができることになり、熱回収が一
層促進され、熱効率も向上する。
そして、従来の炉等の加熱室内に生じ易いデッドゾーン
もなくなり、加熱効率が上がるとともに、空気等の流れ
経路が簡略化され、しかも伝熱面積が大きくなるので、
装置全体の外径寸法が小さくなり、装置の設置面積も少
なく、工事が迅速に安価にできることになる。特に、熱
回収効率が高いので、空気配管機器がすべて冷風使用の
ものを採用でき、この点でもコスト的に有利となる。
もなくなり、加熱効率が上がるとともに、空気等の流れ
経路が簡略化され、しかも伝熱面積が大きくなるので、
装置全体の外径寸法が小さくなり、装置の設置面積も少
なく、工事が迅速に安価にできることになる。特に、熱
回収効率が高いので、空気配管機器がすべて冷風使用の
ものを採用でき、この点でもコスト的に有利となる。
そして、空気通路のダクトの全通気面積に対する比率を
１／８〜１／２．５とすれば、高温の排気ガスの圧損を
少なくし、空気側の流速を高めることができ、燃料と空
気との混合を速やかに行なうことができる。
１／８〜１／２．５とすれば、高温の排気ガスの圧損を
少なくし、空気側の流速を高めることができ、燃料と空
気との混合を速やかに行なうことができる。
また、バーナー若しくは燃焼用空気の流れの軸線を相対
的に２〜３０度傾斜させることにより、燃料流と空気と
の混合が一層助長される。
的に２〜３０度傾斜させることにより、燃料流と空気と
の混合が一層助長される。
さらに、仕切板とセラミックス製蓄熱体との間に排気ガ
スの一部を空気通路に導く連通口を設けると、排気ガス
の一部が空気に混入し、ＮＯｘの排出量がコントロール
できる。
スの一部を空気通路に導く連通口を設けると、排気ガス
の一部が空気に混入し、ＮＯｘの排出量がコントロール
できる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る熱回収式燃焼装置の
概略断面図、第２図は、同熱回収式燃焼装置の要部を示
す断面図、第３，４図は、第２図のIII−III及びIV−IV
線に沿う断面図、第５図は、第２図の要部拡大断面図、
第６，７図は、実験結果を示すグラフである。
概略断面図、第２図は、同熱回収式燃焼装置の要部を示
す断面図、第３，４図は、第２図のIII−III及びIV−IV
線に沿う断面図、第５図は、第２図の要部拡大断面図、
第６，７図は、実験結果を示すグラフである。
この熱回収式燃焼装置１０は、例えば、第１図に示すよ
うに鍛造炉Ｒの下部に取付けられ、内部の鋳塊Ｗを加熱
し軟化するための熱源として使用することができる。
うに鍛造炉Ｒの下部に取付けられ、内部の鋳塊Ｗを加熱
し軟化するための熱源として使用することができる。
各熱回収式燃焼装置１０は、第２図に示すように、鍛造
炉Ｒの壁体に開設された開口部１１に傾斜して装着され
たバーナー１２と、前記開口部１１と連通するように水
平に装着された円筒状のダクト１３を有している。
炉Ｒの壁体に開設された開口部１１に傾斜して装着され
たバーナー１２と、前記開口部１１と連通するように水
平に装着された円筒状のダクト１３を有している。
前記バーナー１２は、周知に属するため詳述は避ける
が、通常のガスあるいは油バーナーである。このバーナ
ー１２は、前記開口部１１内に枠板１４及び耐熱性のバ
ーナタイル１５を介して取付けられ、このバーナタイル
１５は燃料噴流を囲むような形状に成形され、これによ
り火炎が所定の長さとなるように保炎している。特に、
このバーナー１２は、燃焼用空気の流れの軸線に対し２
〜３０度傾斜され、ガスの燃料流と燃焼用の空気との混
合が確実になるように構成されている。なお、この傾斜
は相対的なものであり、前記ガスバーナー１２を水平に
設置し、燃焼用空気の流れの軸線を傾斜させてもよいこ
とは言うまでもない。
が、通常のガスあるいは油バーナーである。このバーナ
ー１２は、前記開口部１１内に枠板１４及び耐熱性のバ
ーナタイル１５を介して取付けられ、このバーナタイル
１５は燃料噴流を囲むような形状に成形され、これによ
り火炎が所定の長さとなるように保炎している。特に、
このバーナー１２は、燃焼用空気の流れの軸線に対し２
〜３０度傾斜され、ガスの燃料流と燃焼用の空気との混
合が確実になるように構成されている。なお、この傾斜
は相対的なものであり、前記ガスバーナー１２を水平に
設置し、燃焼用空気の流れの軸線を傾斜させてもよいこ
とは言うまでもない。
前記水平に設置された円筒状のダクト１３は、第３，４
図に示すように、内部に燃焼用空気が流通する空気通路
１６と、燃焼した後の排気ガスが流通する排気ガス通路
１７が、仕切板１８により仕切られて形成されている。
この空気通路１６にはブロア等により給送される空気が
流通する空気管１９が連通され、排気ガス通路１９には
前記ダクト１３より垂直下方に連通した排気管２０が連
通されている。前記仕切板１８は断面が扇状をしたもの
であり、この空気通路１６の全ダクト断面積ｓとの比率
は、後に詳述することから明らかなように１／８〜１／
２．５に設定されている。
図に示すように、内部に燃焼用空気が流通する空気通路
１６と、燃焼した後の排気ガスが流通する排気ガス通路
１７が、仕切板１８により仕切られて形成されている。
この空気通路１６にはブロア等により給送される空気が
流通する空気管１９が連通され、排気ガス通路１９には
前記ダクト１３より垂直下方に連通した排気管２０が連
通されている。前記仕切板１８は断面が扇状をしたもの
であり、この空気通路１６の全ダクト断面積ｓとの比率
は、後に詳述することから明らかなように１／８〜１／
２．５に設定されている。
また、このダクト１３の先端部内には、前記仕切板１８
が設けられていない円筒部２１が形成され、この円筒部
２１内にハニカム状をした多数の通気孔ｏを有する通気
性のあるセラミックス製の蓄熱体２２が配設されてい
る。この蓄熱体２２は、前記空気通路１６を流通する空
気を加熱するためのもので、排気ガス通路１７を流通す
る排気ガスによって加熱された部分が空気通路１６側に
回転移動し、ここにおいて燃焼用空気と熱交換して放熱
し、この燃焼用空気を加熱するものである。つまり、こ
の蓄熱体２２は、ダクト１３内で回転するように中心に
回転軸２３が取付けられ、この回転軸２３の端部には駆
動用のモータＭが装着されている。
が設けられていない円筒部２１が形成され、この円筒部
２１内にハニカム状をした多数の通気孔ｏを有する通気
性のあるセラミックス製の蓄熱体２２が配設されてい
る。この蓄熱体２２は、前記空気通路１６を流通する空
気を加熱するためのもので、排気ガス通路１７を流通す
る排気ガスによって加熱された部分が空気通路１６側に
回転移動し、ここにおいて燃焼用空気と熱交換して放熱
し、この燃焼用空気を加熱するものである。つまり、こ
の蓄熱体２２は、ダクト１３内で回転するように中心に
回転軸２３が取付けられ、この回転軸２３の端部には駆
動用のモータＭが装着されている。
前記仕切板１８は、第５図に示すように、前記セラミッ
クス製の蓄熱体２２の端面まで伸延せず、このセラミッ
クス製の蓄熱体２２との間に隙間を設け、この隙間を前
記空気通路１６と排気ガス通路１７とを連通する連通部
２４としている。この連通部２４は、排気ガスの一部を
図中破線の矢印で示すようにバイパスさせるもので、こ
れにより排気ガスを再燃焼し、排気ガス中のＮＯｘの量
を調整するようにしている。この連通部２４の大きさ
は、後述するように前記空気通路１６の相当直径の１／
１００〜５倍程度とされている。
クス製の蓄熱体２２の端面まで伸延せず、このセラミッ
クス製の蓄熱体２２との間に隙間を設け、この隙間を前
記空気通路１６と排気ガス通路１７とを連通する連通部
２４としている。この連通部２４は、排気ガスの一部を
図中破線の矢印で示すようにバイパスさせるもので、こ
れにより排気ガスを再燃焼し、排気ガス中のＮＯｘの量
を調整するようにしている。この連通部２４の大きさ
は、後述するように前記空気通路１６の相当直径の１／
１００〜５倍程度とされている。
ここに、相当直径Ｄe とは、前記空気通路１５を円と仮
定したときの直径を意味し、次の式で表わされる。
定したときの直径を意味し、次の式で表わされる。
Ｓa ：空気通路の断面積 第６図は、前記空気通路１６の面積を設定するに当って
の実験結果を示すもので、ダクト１３の全通気面積ｓと
の比率を横軸に、火炎の長さを縦軸に取ったもので、ガ
スバーナーを使用した場合に、全通気面積ｓの１／８以
下を空気通路１６とすると火炎は吹き消されることにな
ることから、１／８〜１／２．５程度とすることが望ま
しい。
の実験結果を示すもので、ダクト１３の全通気面積ｓと
の比率を横軸に、火炎の長さを縦軸に取ったもので、ガ
スバーナーを使用した場合に、全通気面積ｓの１／８以
下を空気通路１６とすると火炎は吹き消されることにな
ることから、１／８〜１／２．５程度とすることが望ま
しい。
第７図は、前記連通部２４の大きさを決定するための実
験結果を示すもので、横軸に相当直径Ｄe を対数目盛で
示し、左縦軸にＮＯｘの量を、右縦軸に火炎リフトの長
さを示している。
験結果を示すもので、横軸に相当直径Ｄe を対数目盛で
示し、左縦軸にＮＯｘの量を、右縦軸に火炎リフトの長
さを示している。
この図より明らかなように、連通部２４の大きさが１／
１００Ｄe に近ずくと、ＮＯｘは急激に増大し、５Ｄe
以上になると低減する。
１００Ｄe に近ずくと、ＮＯｘは急激に増大し、５Ｄe
以上になると低減する。
また５Ｄe の近傍になると火炎にとっての空気量が不足
し、火炎は次第にリストすることになり、５Ｄe 以上に
なると火炎は吹き飛ぶことになる。
し、火炎は次第にリストすることになり、５Ｄe 以上に
なると火炎は吹き飛ぶことになる。
したがって、前記連通部２４の大きさは、相当直径Ｄe
の１／１００〜５倍程度が好ましいことが分る。
の１／１００〜５倍程度が好ましいことが分る。
次に作用を説明する。
この熱回収式燃焼装置１０を鍛造炉Ｒに取付け、モータ
Ｍを回転しつつバーナー１２に着火し、ブロアにより送
風する。
Ｍを回転しつつバーナー１２に着火し、ブロアにより送
風する。
前記バーナー１２より噴射された燃料流は、空気通路１
６及び蓄熱体２２を通って流れてきた燃焼用空気により
酸素補給を受けて火炎となって鋳塊Ｗに向って伸びる。
６及び蓄熱体２２を通って流れてきた燃焼用空気により
酸素補給を受けて火炎となって鋳塊Ｗに向って伸びる。
これにより鍛造炉Ｒ内の温度は次第に上昇し、所定時間
が経過すると鍛造炉Ｒ内の鋳塊Ｗは加熱され軟化する。
が経過すると鍛造炉Ｒ内の鋳塊Ｗは加熱され軟化する。
この場合、排気ガスは、蓄熱体２２を通って排気ガス通
路１７より流出することになるが、この蓄熱体２２は、
前記排気ガスにより加熱され高温となっているので、こ
れが前記空気通路１６と対応する位置まで回転すると、
この空気と熱交換して空気を加熱することになる。
路１７より流出することになるが、この蓄熱体２２は、
前記排気ガスにより加熱され高温となっているので、こ
れが前記空気通路１６と対応する位置まで回転すると、
この空気と熱交換して空気を加熱することになる。
この加熱は、排気ガスの通路１７側で加熱された蓄熱体
２２が空気通路１６側に移動すると直ちに燃焼空気を加
熱するという、いわば即時加熱方式となっているので、
加熱時に熱のロスがなく、高温の加熱空気を効率良く作
ることができ、この高温の加熱空気によって行なう燃焼
作用もきわめて高温領域で行なわれ、燃焼開始から所定
の高温に達する時間が短時間となる。なお、この場合、
排気ガスは蓄熱体２２より排気ガス通路１７を通って排
出されるので、煙突も必要としない。
２２が空気通路１６側に移動すると直ちに燃焼空気を加
熱するという、いわば即時加熱方式となっているので、
加熱時に熱のロスがなく、高温の加熱空気を効率良く作
ることができ、この高温の加熱空気によって行なう燃焼
作用もきわめて高温領域で行なわれ、燃焼開始から所定
の高温に達する時間が短時間となる。なお、この場合、
排気ガスは蓄熱体２２より排気ガス通路１７を通って排
出されるので、煙突も必要としない。
特に、空気通路１６のダクト１３の全通気面積ｓに対す
る比率を１／８〜１／２．５とすれば、高温の排気ガス
の圧損を少なくすることができ、したがって、炉内の背
圧もあまり上昇せず、また空気通路１６の面積が小さい
ために、空気側の流速を高めることもでき、これにより
燃料と空気との混合を速やかに行なうことも可能とな
り、さらに蓄熱体２２の加熱ゾーンも大きくなるので、
燃焼用空気の加熱も確実となり、省エネ効果の高いもの
となる。
る比率を１／８〜１／２．５とすれば、高温の排気ガス
の圧損を少なくすることができ、したがって、炉内の背
圧もあまり上昇せず、また空気通路１６の面積が小さい
ために、空気側の流速を高めることもでき、これにより
燃料と空気との混合を速やかに行なうことも可能とな
り、さらに蓄熱体２２の加熱ゾーンも大きくなるので、
燃焼用空気の加熱も確実となり、省エネ効果の高いもの
となる。
また、バーナー１２が燃焼用空気の流れの軸線に対し２
〜３０度傾斜していることから、燃料流と空気との混合
が助長され、きわめて良い燃焼状態が得られることにな
る。
〜３０度傾斜していることから、燃料流と空気との混合
が助長され、きわめて良い燃焼状態が得られることにな
る。
前記燃焼中において、排気ガスは、仕切板１８とセラミ
ックス製蓄熱体２２との間の連通部２４を通り、その一
部が空気通路１６側の空気に混入して再度燃焼された後
に、再度排気ガス通路１７より排出されることになる
が、このようにすれば排気ガス中に含まれるＮＯｘの排
出量を所定値以下にコントロールすることができる。ま
た、この連通部２４を設けることにより空気通路１６と
排気ガス通路１７との間を不必要にシールすることもな
くなることから、装置全体の構造も簡素化され、装置の
組立て性も向上するというというメリットもある。
ックス製蓄熱体２２との間の連通部２４を通り、その一
部が空気通路１６側の空気に混入して再度燃焼された後
に、再度排気ガス通路１７より排出されることになる
が、このようにすれば排気ガス中に含まれるＮＯｘの排
出量を所定値以下にコントロールすることができる。ま
た、この連通部２４を設けることにより空気通路１６と
排気ガス通路１７との間を不必要にシールすることもな
くなることから、装置全体の構造も簡素化され、装置の
組立て性も向上するというというメリットもある。
第８図は、本発明のに係る燃焼装置の他の実施例に示す
もので、前記燃焼装置をラジアントチューブと連結した
もので、排気ガスを炉内等に排出せず、雰囲気温度のみ
により、つまり、クリーンな空気で加熱する場合の燃焼
装置３０である。
もので、前記燃焼装置をラジアントチューブと連結した
もので、排気ガスを炉内等に排出せず、雰囲気温度のみ
により、つまり、クリーンな空気で加熱する場合の燃焼
装置３０である。
この燃焼装置３０も構造的には、前述したものと同様で
あるが、排気ガスがラジアントチューブ３１内を直線的
に流れた後にＵターンして流通し、そして排気ガス通路
１７から排出されるようになっている。
あるが、排気ガスがラジアントチューブ３１内を直線的
に流れた後にＵターンして流通し、そして排気ガス通路
１７から排出されるようになっている。
なお、本発明に係る燃焼装置は上述した鍛造炉等の炉の
みに限定されるものでなく、他の種々の装置、例えば乾
燥装置、タービンの蒸気発生装置等加熱に関するものな
らば、種々の装置に対して使用することができる。
みに限定されるものでなく、他の種々の装置、例えば乾
燥装置、タービンの蒸気発生装置等加熱に関するものな
らば、種々の装置に対して使用することができる。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、空気通路と排気ガ
ス通路を、一つのダクト内に仕切板で仕切り、このダク
トの端部の円筒部にセラミックス製のハニカム状をした
通気性のある蓄熱体を設け、これを所定回転させるよう
にしたため、高い温度状態で廃熱の回収が可能となるの
みでなく、排気ガスの通路側で加熱された蓄熱体が空気
通路側に移動して直ちに燃焼空気を加熱することになる
ので、一層熱回収が促進される。そして、従来の炉等の
加熱室内に生じ易いデッドゾーンもなくなり、加熱効率
が上がることになるとともに、空気等の流れ経路が簡略
化され、しかも伝熱面積が大きくなる、装置全体の外径
寸法が小さくなり、装置の設置面積も少なく、工事が迅
速に安価にできることになる。特に、熱回収効率が高い
ので、空気配管機器がすべて冷風使用のものを採用で
き、この点でもコスト的に有利となる。
ス通路を、一つのダクト内に仕切板で仕切り、このダク
トの端部の円筒部にセラミックス製のハニカム状をした
通気性のある蓄熱体を設け、これを所定回転させるよう
にしたため、高い温度状態で廃熱の回収が可能となるの
みでなく、排気ガスの通路側で加熱された蓄熱体が空気
通路側に移動して直ちに燃焼空気を加熱することになる
ので、一層熱回収が促進される。そして、従来の炉等の
加熱室内に生じ易いデッドゾーンもなくなり、加熱効率
が上がることになるとともに、空気等の流れ経路が簡略
化され、しかも伝熱面積が大きくなる、装置全体の外径
寸法が小さくなり、装置の設置面積も少なく、工事が迅
速に安価にできることになる。特に、熱回収効率が高い
ので、空気配管機器がすべて冷風使用のものを採用で
き、この点でもコスト的に有利となる。
また、空気通路のダクトの全通気面積に対する比率を１
／８〜１／２．５とすれば、高温の排気ガスの圧損を少
なくし、空気側の流速を高めることができ、燃料と空気
との混合を速やかに行なうことができる。
／８〜１／２．５とすれば、高温の排気ガスの圧損を少
なくし、空気側の流速を高めることができ、燃料と空気
との混合を速やかに行なうことができる。
バーナー若しくは燃焼用空気の流れの軸線を相対的に２
〜３０度傾斜されているので、燃料流と空気との混合が
一層助長される。
〜３０度傾斜されているので、燃料流と空気との混合が
一層助長される。
さらに、仕切板とセラミックス製蓄熱体との間に連通部
を設けると、排気ガスの一部が空気に混入し、ＮＯｘの
排出量がコントロールできる。
を設けると、排気ガスの一部が空気に混入し、ＮＯｘの
排出量がコントロールできる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例に係る熱回収式燃焼装置の
概略断面図、第２図は、同熱回収式燃焼装置の要部を示
す断面図、第３，４図は、第２図のIII−III及びIV−IV
線に沿う断面図、第５図は、第２図の要部拡大断面図、
第６，７図は、実験結果を示すグラフ、第８図は、本発
明の応用例を示す断面図、第９〜１１図は、従来の燃焼
装置を示す概略断面図である。 １０……燃焼装置、１１……開口部、 １２……バーナー、１３……ダクト、 １５……バーナタイル、１６……空気通路、 １７……排気ガス通路、１８……仕切板、 ２２……蓄熱体、２３……回転軸、 ２４……連通部、Ｒ……炉。
概略断面図、第２図は、同熱回収式燃焼装置の要部を示
す断面図、第３，４図は、第２図のIII−III及びIV−IV
線に沿う断面図、第５図は、第２図の要部拡大断面図、
第６，７図は、実験結果を示すグラフ、第８図は、本発
明の応用例を示す断面図、第９〜１１図は、従来の燃焼
装置を示す概略断面図である。 １０……燃焼装置、１１……開口部、 １２……バーナー、１３……ダクト、 １５……バーナタイル、１６……空気通路、 １７……排気ガス通路、１８……仕切板、 ２２……蓄熱体、２３……回転軸、 ２４……連通部、Ｒ……炉。
Claims (7)
- 【請求項１】炉壁に取付けられたバーナーの近傍に配設
された燃焼用空気が流通する空気通路と、燃焼した後の
排気ガスを炉外に排出するようにした排気ガス通路と、
この排気ガス通路を流通する排気ガスの熱より前記空気
通路を流通する燃焼用空気を加熱するように前記排気ガ
ス通路と空気通路との間に回転し得るように設けられた
多数の通気孔を有する蓄熱体とを有する燃焼装置におい
て、前記炉壁に開設された開口部に、内部を仕切板で仕
切ることにより前記空気通路と排気ガス通路を形成した
一つのダクトを連設し、このダクトの炉内側端部の前記
仕切板のない円筒部に前記蓄熱体を配置したことを特徴
とする熱回収式燃焼装置。 - 【請求項２】前記蓄熱体は、セラミックス製であり、ハ
ニカム状をした多数の通気孔が開設されたものである特
許請求の範囲第１項に記載の熱回収式燃焼装置。 - 【請求項３】前記空気通路のダクトの全通気面積に対す
る比率は、１／８〜１／２．５である特許請求の範囲第
１項又は第２項に記載の熱回収式燃焼装置。 - 【請求項４】前記バーナー若しくは燃焼用空気の流れの
軸線は、相対的に２〜３０度傾斜させたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の熱回収式燃
焼装置。 - 【請求項５】前記バーナーは、燃料噴流を囲むようにバ
ーナタイルを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項に記載の熱回収式燃焼装置。 - 【請求項６】前記ダクトは、前記蓄熱体と仕切板との間
に排気ガスの一部を空気通路に導く連通部を有する特許
請求の範囲第１項乃至第５項に記載の熱回収式燃焼装
置。 - 【請求項７】前記連通部は、前記仕切板とセラミックス
製蓄熱体との間に距離が前記空気通路の相当直径の１／
１００〜５倍程度離間してなる特許請求の範囲第６項に
記載の熱回収式燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046307A JPH0656261B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 熱回収式燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046307A JPH0656261B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 熱回収式燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01222102A JPH01222102A (ja) | 1989-09-05 |
| JPH0656261B2 true JPH0656261B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=12743534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046307A Expired - Fee Related JPH0656261B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 熱回収式燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656261B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1294380C (zh) * | 2003-12-09 | 2007-01-10 | 财团法人工业技术研究院 | 一种燃烧器 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3005110B2 (ja) * | 1991-07-29 | 2000-01-31 | 靖夫 広瀬 | 熱回収式燃焼装置 |
| US5490776A (en) * | 1993-03-29 | 1996-02-13 | Chiyoda Corporation | Industrial furnace provided with rotary regenerative burner |
| JP3450067B2 (ja) * | 1993-12-07 | 2003-09-22 | 千代田化工建設株式会社 | 燃焼装置用熱交換器、熱交換器用蓄熱体及び燃焼用酸化剤予熱方法 |
| JP3595360B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2004-12-02 | 千代田化工建設株式会社 | 管式加熱炉の燃焼制御方法及び管式加熱炉 |
| US5567229A (en) * | 1994-10-27 | 1996-10-22 | Durr Industries, Inc. | Rotary adsorption unit with regenerative thermal oxidizer |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5514970B2 (ja) * | 1972-07-19 | 1980-04-19 | ||
| SE7811555L (sv) * | 1978-11-08 | 1980-05-09 | Studsvik Energiteknik Ab | Hogeffektiv ugnsbrennaranordning |
| JPS5658110U (ja) * | 1979-10-09 | 1981-05-19 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046307A patent/JPH0656261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1294380C (zh) * | 2003-12-09 | 2007-01-10 | 财团法人工业技术研究院 | 一种燃烧器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01222102A (ja) | 1989-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |