JPH081287B2 - Heat storage type combustion device - Google Patents

Heat storage type combustion device

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JPH081287B2
JPH081287B2 JP4165880A JP16588092A JPH081287B2 JP H081287 B2 JPH081287 B2 JP H081287B2 JP 4165880 A JP4165880 A JP 4165880A JP 16588092 A JP16588092 A JP 16588092A JP H081287 B2 JPH081287 B2 JP H081287B2
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JP
Japan
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air
heat storage
combustion
burner
exhaust gas
Prior art date
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JP4165880A
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Japanese (ja)
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JPH0611121A (en
Inventor
鉄夫 秋山
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Chugai Ro Co Ltd
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Chugai Ro Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect 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】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、炉内排ガスの熱を回収
して燃焼用空気を予熱する蓄熱式燃焼装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat storage type combustion apparatus for recovering heat of exhaust gas in a furnace to preheat combustion air.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、燃焼排ガスの熱で燃焼用空気を予
熱することによってエネルギーの省力化を図るバーナと
して、図5に示すように、バーナ本体101に、燃料噴
射ノズル102と、バーナスロート部103に通じる空
気流路104と、上記空気流路104に配置された通気
性の蓄熱体105とで構成した蓄熱バーナ100が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a burner for saving energy by preheating combustion air with the heat of combustion exhaust gas, as shown in FIG. 5, a burner body 101, a fuel injection nozzle 102, and a burner throat portion are provided. A heat storage burner 100 including an air flow passage 104 communicating with 103 and an air permeable heat storage body 105 arranged in the air flow passage 104 is known.

【0003】上記バーナ100は、図6に示すように、
2台(100a,100b)1組として炉壁106に取
り付けられる。そして、バーナ100a,100bの燃
料噴射ノズル102,102はそれぞれ切換弁F1,F
2を有するガス供給ライン107a,107bを介して
ガス供給源108に連結される。また、バーナ100
a,100bの空気流路104,104はそれぞれ切換
弁A1,A2を有するエア供給ライン109a,109
bを介してエアブロア110に連結されるとともに、そ
れぞれ切換弁W1,W2を有する排ガスライン111
a,111bを介して誘引ファン112に連結される。
The burner 100, as shown in FIG.
Two units (100a, 100b) are attached to the furnace wall 106 as one set. The fuel injection nozzles 102, 102 of the burners 100a, 100b are provided with the switching valves F1, F, respectively.
A gas supply source 108 is connected via gas supply lines 107a and 107b having two. Also, the burner 100
The air flow paths 104 and 104 of a and 100b are air supply lines 109a and 109 having switching valves A1 and A2, respectively.
exhaust gas line 111 connected to the air blower 110 via b and having switching valves W1 and W2, respectively.
It is connected to the induction fan 112 via a and 111b.

【0004】このようにラインに接続された1組のバー
ナ100a,100bは、所定時間毎に燃料ガスの燃焼
と排ガスの排気に供されると共に、一方のバーナでガス
燃焼時は他方のバーナで排ガスを排気しながら運転され
る。すなわち、図示するように、バーナ100aでガス
を燃焼する場合、このバーナ100aについては、切換
弁F1,A1が開されると共に切換弁W1が閉され、ガ
ス供給源108よりノズル102に燃料ガスが供給さ
れ、エアブロア110より空気流路104に燃焼用空気
が供給され、これら燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロ
ート部103より炉内114に噴射されて燃焼される。
他方のバーナ100bについては、切換弁F2,A2が
閉されると共に切換弁W2が開され、誘引ファン112
の駆動に基づいて炉内114の排ガスが空気流路104
を通じて煙突113から排出され、このとき蓄熱体10
5は該蓄熱体105を通過する高温排ガスとの接触によ
り加熱される。
A pair of burners 100a and 100b connected to the line in this way is used for combustion of fuel gas and exhaust of exhaust gas at predetermined time intervals, and at the same time when one gas burns with the other burner. It is operated while exhausting exhaust gas. That is, as shown in the figure, when burning gas with the burner 100a, the switching valves F1 and A1 are opened and the switching valve W1 is closed with respect to the burner 100a, and the fuel gas is supplied from the gas supply source 108 to the nozzle 102. The combustion air is supplied to the air passage 104 from the air blower 110, and the fuel gas and the combustion air are injected from the burner throat portion 103 into the furnace 114 and burned.
Regarding the other burner 100b, the changeover valves F2, A2 are closed and the changeover valve W2 is opened, and the induction fan 112 is opened.
The exhaust gas in the furnace 114 is driven by the
Is discharged from the chimney 113 through the heat storage body 10 at this time.
5 is heated by contact with the high temperature exhaust gas passing through the heat storage body 105.

【0005】逆に、バーナ100bでガスを燃焼する場
合、このバーナ100bについては、切換弁F2,A2
が開されると共に切換弁W2が閉され、ガス供給源10
8よりノズル102に燃料ガスが供給され、エアブロア
110より空気流路104に燃焼用空気が供給され、こ
れら燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロート部103よ
り炉内114に噴射されて燃焼される。このとき、バー
ナ100bでは、上記バーナ100aによるガス燃焼の
際に蓄熱体105に熱が蓄積されているので、エアブロ
ア110より空気流路104に供給された燃焼用空気は
蓄熱体105との接触により予熱され、この予熱された
燃焼用空気と共に燃料ガスが燃焼される。したがって、
燃料ガスを常温の空気と共に燃焼するのに比べて、燃料
の燃焼効率が著しく向上する。一方、バーナ100aに
ついては、切換弁F1,A1が閉されると共に切換弁W
1が開され、空気流路104を通じて炉内114の排ガ
スが排気され、この高温排ガスの熱が蓄熱体105に回
収されてバーナ100aの次回の燃料燃焼時に燃焼用空
気の予熱に利用される。
On the contrary, when burning gas with the burner 100b, the changeover valves F2 and A2 are used for this burner 100b.
And the switching valve W2 is closed and the gas supply source 10
The fuel gas is supplied from the nozzle 8 to the nozzle 102, the combustion air is supplied from the air blower 110 to the air passage 104, and the fuel gas and the combustion air are injected from the burner throat portion 103 into the furnace 114 and burned. At this time, in the burner 100b, heat is accumulated in the heat storage body 105 during gas combustion by the burner 100a, so that the combustion air supplied from the air blower 110 to the air flow passage 104 contacts the heat storage body 105. It is preheated and the fuel gas is combusted with this preheated combustion air. Therefore,
The combustion efficiency of the fuel is significantly improved as compared with the case where the fuel gas is burned with the air at room temperature. On the other hand, regarding the burner 100a, the switching valves F1 and A1 are closed and the switching valve W
1, the exhaust gas in the furnace 114 is exhausted through the air flow path 104, and the heat of the high-temperature exhaust gas is recovered by the heat storage body 105 and used for preheating the combustion air at the next fuel combustion of the burner 100a.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
ーナ100a,100bは、上述の通り2台1組として
使用しなければならず、しかも一方のバーナが燃焼時は
他方のバーナは非燃焼状態に保持しなければならない。
また、所要の配管スペースを確保するためにバーナ同士
を接近させるにも限りがある。そのため、所定の燃焼量
(炉の入熱)を確保するためには、バーナの取付台数が
多くなり、炉内寸法の拡大、コストの高騰が不可避であ
るという問題点があった。
However, the burners 100a and 100b must be used as a set of two burners as described above, and when one burner burns, the other burner is kept in a non-burning state. Must.
In addition, there is a limit to how close the burners can be in order to secure the required piping space. Therefore, in order to secure a predetermined amount of combustion (heat input to the furnace), the number of burners to be installed increases, and there is a problem in that it is unavoidable to increase the size of the furnace and increase the cost.

【0007】また、上記バーナは、燃焼用空気の供給と
共に蓄熱体105の温度が徐々に低下し、燃焼用空気の
予熱力が低下する。したがって、燃焼効率を高度に維持
するために切換弁F1,A1,W1,F2,A2,W2
を頻繁に開閉しなければならない。現実には、約20秒
毎に弁は切り換えられており、炉を年6000時間操業
すると約100万回/年(=6000×3600/2
0)の切換動作が繰り返され、このような膨大な数の切
換を一度たりとも誤動作することなく機能させるため
に、制御方法のみならず切換弁そのものの機械構造にも
高信頼性が要求されるという問題点があった。例えば、
燃料系の弁が誤動作したり、燃料の漏洩があると、その
漏洩燃料が排ガスラインに流入して無駄に消費された
り、爆発を招来する。また、不純物を含む燃料ガスを使
用するときは、その不純物成分がガス切換弁F1,F2
の内部に固着して十分な密閉性を保てなくなる恐れがあ
る。
Further, in the burner, the temperature of the heat storage body 105 gradually decreases as the combustion air is supplied, and the preheating force of the combustion air decreases. Therefore, in order to maintain a high combustion efficiency, the switching valves F1, A1, W1, F2, A2, W2
Must be opened and closed frequently. In reality, the valve is switched about every 20 seconds, and if the furnace is operated for 6000 hours a year, about 1 million times / year (= 6000 × 3600/2)
The switching operation of 0) is repeated, and in order to make such a huge number of switching functions without malfunction even once, high reliability is required not only in the control method but also in the mechanical structure of the switching valve itself. There was a problem. For example,
If the fuel system valve malfunctions or fuel leaks, the leaked fuel flows into the exhaust gas line and is wasted, or an explosion occurs. Further, when the fuel gas containing impurities is used, the impurity components are gas switching valves F1 and F2.
There is a risk of sticking to the inside of the and not maintaining a sufficient seal.

【0008】さらに、バーナースロート部103に空気
流路104が接続されているので、つまり燃料ガスが空
気流路104に侵入可能な構成となっているので、燃焼
用空気と排ガスの切換弁が誤動作すると、排ガスライン
111a,111bに燃料ガスが流入して爆発を招来す
る危険があった。
Further, since the air passage 104 is connected to the burner throat portion 103, that is, the fuel gas can enter the air passage 104, the switching valve for combustion air and exhaust gas malfunctions. Then, there is a risk that fuel gas may flow into the exhaust gas lines 111a and 111b to cause an explosion.

【0009】さらにまた、火炎の状態を確認するために
1組のバーナ(2つのバーナ)に対して2系統の火炎監
視が必要となるうえ、「燃焼中」と「排気中」のモード
の区別を監視する条件を制御に組み込まなければならな
い。加えて、バーナ毎に点火用のバーナが必要である。
したがって、制御系や配管系の設計や構成が複雑になる
とともに、それらに要する費用も高くなるという問題点
があった。
Furthermore, in order to confirm the state of flame, it is necessary to monitor the flames of two systems for one set of burners (two burners), and to distinguish between the "combusting" and "exhausting" modes. The condition to monitor must be incorporated into the control. In addition, a burner for ignition is required for each burner.
Therefore, there is a problem that the design and configuration of the control system and the piping system become complicated and the cost required for them becomes high.

【0010】そしてまた、燃料噴射ノズル102が蓄熱
体105に接近して位置しており、高温予熱空気に包ま
れながら燃焼が行われる設計になっているため、その温
度上昇に起因して排出NOxが高くなるという問題点が
あった。具体的に、蓄熱体105による空気の予熱温度
が1000℃まで上昇すると、排出NOxが1000p
pmを越えていた。
Further, since the fuel injection nozzle 102 is located close to the heat storage body 105 and is designed to burn while being surrounded by the high temperature preheated air, the NOx exhausted due to the temperature rise. There was a problem that the cost was high. Specifically, when the preheating temperature of the air by the heat storage body 105 rises to 1000 ° C., the exhausted NOx is 1000 p
It was over pm.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するためになされたもので、本発明にかかる蓄熱式燃
焼装置は、燃焼用空気の供給と燃焼排ガスの排気を交互
に行うための2つの空気流路、これら空気流路の中間に
配置された燃料噴射ノズル、および中央空気流路を備え
たバーナと、上記燃焼用空気の供給と燃焼排ガスの排気
を行なう2つの空気流路にそれぞれ接続された連結管
と、上記連結管にそれぞれ収容された通気性の蓄熱体と
からなるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the heat storage type combustion apparatus according to the present invention alternately supplies combustion air and exhausts combustion exhaust gas. And a fuel injection nozzle arranged in the middle of these air passages, and a burner having a central air passage, and two air passages for supplying the combustion air and exhausting the combustion exhaust gas. And a breathable heat storage body housed in each of the connecting pipes.

【0012】[0012]

【作用】上記蓄熱式燃焼装置において、バーナは燃料噴
射ノズルと空気流路の噴出口を炉内に向けて炉壁に取り
付けられる。また、燃料噴射ノズルは燃料供給源に連結
される。さらに、連結管は燃焼用空気供給源と排ガス装
置に切換手段を介してそれぞれ連結される。そして、燃
料燃焼時、燃料噴射ノズルには燃料が継続的に供給され
る。また、空気流路の一方には燃焼用空気供給源より燃
焼用空気が供給され、残る他方の空気流路から炉内の排
ガスが排気され、連結管に設けた蓄熱体が予熱される。
上記燃焼用空気を供給する空気流路と排ガスを排気する
空気流路は所定時間毎に切り換えられ、排ガスから蓄熱
体に回収された熱が燃焼用空気の予熱に利用される。
In the above heat storage type combustion apparatus, the burner is attached to the furnace wall with the fuel injection nozzle and the air outlet of the air passage facing the inside of the furnace. Further, the fuel injection nozzle is connected to the fuel supply source. Further, the connecting pipe is connected to the combustion air supply source and the exhaust gas device via the switching means, respectively. Then, during fuel combustion, fuel is continuously supplied to the fuel injection nozzle. Combustion air is supplied from a combustion air supply source to one of the air passages, exhaust gas in the furnace is exhausted from the other remaining air passage, and the heat storage body provided in the connecting pipe is preheated.
The air flow path for supplying the combustion air and the air flow path for exhausting the exhaust gas are switched every predetermined time, and the heat recovered from the exhaust gas by the heat storage body is used for preheating the combustion air.

【0013】[0013]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明にかかる蓄
熱式燃焼装置の実施例について説明する。図1,2にお
いて、1はバーナ、2は該バーナ1のバーナ本体で、周
知の耐火物で構成されている。3aは第1空気流路、3
bは第2空気流路で、これら空気流路3a,3bはバー
ナ本体2を前後に貫通して形成されている。4a,4b
は蓄熱体で、セラミックスなどの耐熱材からなるハニカ
ム状あるいは多数のセラミックスペレットを収容した容
器状の通気性の部材からなり、空気流路3a,3bに接
続した連結管5a,5bに蓄熱器ボックス6a,6bを
設け、この蓄熱器ボックス6a,6bにそれぞれ収容さ
れている。なお、図面上蓄熱器ボックス6a,6bは互
いに分離されているが、一つの蓄熱器ボックスを隔壁で
仕切ることによってそれぞれの蓄熱体4a,4bの収容
部を形成してもよい。7は中央空気流路で、上記2つの
空気流路3a,3bの中間にバーナ本体2を貫通して形
成されており、後端に連結管8が設けてある。9は燃料
ノズルで、上記連結管8の後端を貫通して中央空気流路
7に挿入されている。10は火炎監視窓で、中央空気流
路7の側部に設けてある。
Embodiments of the heat storage type combustion apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In FIGS. 1 and 2, 1 is a burner and 2 is a burner body of the burner 1, which is made of a known refractory material. 3a is the first air flow path, 3
Reference numeral b is a second air flow path, and these air flow paths 3a and 3b are formed by penetrating the burner body 2 in the front-rear direction. 4a, 4b
Is a heat storage material, which is made of a honeycomb-shaped or heat-resistant material such as ceramics or a container-shaped breathable member that accommodates a large number of ceramic pellets, and is connected to the air flow paths 3a and 3b in the connection pipes 5a and 5b. 6a and 6b are provided and housed in the heat storage boxes 6a and 6b, respectively. Although the regenerator boxes 6a and 6b are separated from each other in the drawing, the accommodating portions of the regenerators 4a and 4b may be formed by partitioning one regenerator box with a partition wall. Reference numeral 7 denotes a central air passage, which is formed in the middle of the two air passages 3a and 3b so as to penetrate the burner body 2 and has a connecting pipe 8 at the rear end. Reference numeral 9 denotes a fuel nozzle, which penetrates the rear end of the connecting pipe 8 and is inserted into the central air passage 7. Reference numeral 10 is a flame monitoring window, which is provided on the side of the central air passage 7.

【0014】上記構成を有するバーナ1は、空気流路3
a,3bの前部を炉内に向けて炉壁に取り付けられ、図
3に示すように配管が接続される。すなわち、燃料ノズ
ル9は、遮断弁11と調節弁12を有するガス供給ライ
ン13を介してガス供給源14に接続される。中央空気
流路7の連結管8は、遮断弁15を有するセンタエア供
給ライン16を介してエアブロア17に連結される。第
1空気流路3aの連結管5aは、切換弁18aを有する
エア供給ライン19aを介してエアブロア17に接続さ
れると共に、切換弁20aを有する排ガスライン21a
を介して誘引ファン22に連結される。同様に、第2空
気流路3bの連結管5bは、切換弁18bを有するエア
供給ライン19bを介してエアブロア17に接続される
と共に、切換弁20bを有する排ガスライン21bを介
して誘引ファン22に連結される。
The burner 1 having the above-mentioned structure is provided with the air passage 3
The front parts of a and 3b are attached to the furnace wall with the front parts facing the inside of the furnace, and the pipes are connected as shown in FIG. That is, the fuel nozzle 9 is connected to the gas supply source 14 via the gas supply line 13 having the shutoff valve 11 and the regulating valve 12. The connecting pipe 8 of the central air flow path 7 is connected to an air blower 17 via a center air supply line 16 having a shutoff valve 15. The connecting pipe 5a of the first air flow path 3a is connected to the air blower 17 via an air supply line 19a having a switching valve 18a, and an exhaust gas line 21a having a switching valve 20a.
It is connected to the attraction fan 22 via. Similarly, the connecting pipe 5b of the second air flow path 3b is connected to the air blower 17 via the air supply line 19b having the switching valve 18b, and is connected to the induction fan 22 via the exhaust gas line 21b having the switching valve 20b. Be connected.

【0015】上記の通り配管に接続されたバーナ1は、
外部制御信号に基づいて、下記する運転モードM1とM
2を所定時間毎に交互に繰り返して運転される。 弁 モードM1 モードM2 18a 開 閉 20a 閉 開 18b 閉 開 20b 開 閉 なお、上記運転モードM1,M2の切換時間は、蓄熱体
4a,4bの蓄熱能力、空気予熱能力などを考慮して、
最も効率的な燃焼が得られるように設定される。また、
ガス供給ライン13の弁11とセンタエア供給ライン1
6の弁15はいずれの運転モードにあっても開状態が維
持され、停炉時あるいは特定時のみ閉する。
The burner 1 connected to the pipe as described above is
Based on the external control signal, the following operation modes M1 and M
The operation is repeated by repeating 2 every predetermined time. Valve mode M1 mode M2 18a open closed 20a closed open 18b closed open 20b open closed The switching times of the operation modes M1 and M2 are set in consideration of the heat storage capacity of the heat storage bodies 4a and 4b, the air preheating capacity, and the like.
It is set to obtain the most efficient combustion. Also,
Valve 11 of gas supply line 13 and center air supply line 1
The valve 15 of No. 6 is maintained in the open state in any operation mode and is closed only when the furnace is stopped or at a specific time.

【0016】バーナ1の運転について詳細に説明する
と、バーナ燃焼時、運転モードのいかんに拘わらず、燃
料ノズル9にはガス供給ライン13を通じてガス供給源
14より燃料ガスが供給され、中央空気流路7にはセン
タエア供給ライン16を通じてエアブロア17より燃焼
空気の一部(以下、この燃焼空気を「センタエア」とい
う。)が供給される。そして、燃料ノズル9から噴射さ
れた燃料ジェットが中央空気流路7から噴射されるセン
タエアと混合しながら、3aまたは3bの空気通路から
噴出する高温予熱空気と接触することにより火炎Fが安
定的に保持される。なお、センタエアは、燃料ノズル9
を冷却すると共に火炎Fを安定させる機能を有し、その
量は全燃焼空気の約3〜10%で足りる。また、上記燃
料ガスは、何らかの異常または炉停止などにより強制的
に遮断弁11が閉じない限り連続的に燃料ノズル9に供
給され、センタエアも弁15が常時開状態を維持して連
続的に供給される。
The operation of the burner 1 will be described in detail. Regardless of the operation mode during burner combustion, fuel gas is supplied from the gas supply source 14 to the fuel nozzle 9 through the gas supply line 13, and the central air flow path is supplied. A part of the combustion air (hereinafter, this combustion air is referred to as "center air") is supplied to 7 from an air blower 17 through a center air supply line 16. Then, the fuel jet injected from the fuel nozzle 9 is mixed with the center air injected from the central air flow path 7 and comes into contact with the high temperature preheated air ejected from the air passage 3a or 3b, so that the flame F is stabilized. Retained. The center air is the fuel nozzle 9
And has a function of stabilizing the flame F, and its amount is about 3 to 10% of the total combustion air. Further, the fuel gas is continuously supplied to the fuel nozzle 9 unless the shutoff valve 11 is forcibly closed due to some abnormality or a furnace shutdown, and the center air is also continuously supplied with the valve 15 kept open. To be done.

【0017】そして、運転モードM1にあっては、切換
弁18aが開されると共に切換弁18bが閉され、第1
空気流路3aにエア供給ライン19aを通じてエアブロ
ア17より燃焼用空気が供給され、この燃焼用空気が上
記燃料ガスと混合燃焼されて火炎Fが形成される。ま
た、切換弁20aが閉されると共に切換弁20bが開さ
れ、誘引ファン22の駆動に基づいて炉内の排ガスが第
2空気流路3bより排ガスライン21bに吸引され、煙
突23から大気中に排出される。さらに、上記連結管6
bの蓄熱体4bが、該蓄熱体4bを通過する高温の排ガ
スとの接触により加熱される。
In the operation mode M1, the switching valve 18a is opened and the switching valve 18b is closed, so that the first
Combustion air is supplied to the air flow path 3a from the air blower 17 through the air supply line 19a, and the combustion air is mixed and burned with the fuel gas to form a flame F. Further, the switching valve 20a is closed and the switching valve 20b is opened, and the exhaust gas in the furnace is sucked into the exhaust gas line 21b through the second air flow path 3b based on the drive of the induction fan 22, and is discharged from the chimney 23 into the atmosphere. Is discharged. Furthermore, the connecting pipe 6
The heat storage body 4b of b is heated by contact with the high temperature exhaust gas passing through the heat storage body 4b.

【0018】運転モードM2に切り換わると、運転モー
ドM1とは逆に、切換弁18aが閉されると共に切換弁
18bが開され、エア供給ライン19bを通じてエアブ
ロア17より燃焼用空気が第2空気流路3bに供給さ
れ、この燃焼用空気が上記燃料ガスと混合燃焼されて火
炎Fが形成される。なお、上記第2空気流路3bに供給
される燃焼用空気は、モードM1の運転時に加熱された
蓄熱体4bを通過する際に該蓄熱体4bに蓄えられた熱
を奪って高温予熱空気となる。したがって、この高温予
熱空気と混合される燃料ガスの燃焼効率が高度に保持さ
れる。また、誘引ファン22の駆動に基づいて炉内の排
ガスが第1空気流路3aより排ガスライン21aに吸引
排気され、その際に蓄熱体4aが高温排ガスとの接触に
より加熱される。そして、運転モードがモードM2から
モードM1に切り換わると、上記連結管5aの蓄熱体4
aに蓄えられた熱によって燃焼用空気が予熱され、モー
ドM1における燃焼効率が高度に維持される。
When switching to the operating mode M2, the switching valve 18a is closed and the switching valve 18b is opened, contrary to the operating mode M1, and the combustion air is supplied from the air blower 17 to the second air flow through the air supply line 19b. The combustion air is supplied to the passage 3b, and the combustion air is mixed and burned with the fuel gas to form the flame F. The combustion air supplied to the second air flow path 3b is deprived of the heat stored in the heat storage body 4b when passing through the heat storage body 4b heated during the operation of the mode M1 and becomes high-temperature preheated air. Become. Therefore, the combustion efficiency of the fuel gas mixed with the high temperature preheated air is highly maintained. Further, the exhaust gas in the furnace is sucked and exhausted from the first air flow path 3a to the exhaust gas line 21a based on the drive of the induction fan 22, and the heat storage body 4a is heated by contact with the high temperature exhaust gas at that time. Then, when the operation mode is switched from the mode M2 to the mode M1, the heat storage body 4 of the connecting pipe 5a is
The combustion air is preheated by the heat stored in a, and the combustion efficiency in mode M1 is maintained at a high level.

【0019】すなわち、運転モードM1の際に蓄熱体4
bが加熱され、この蓄熱体4bに蓄えられた熱によって
運転モードM2の際に燃焼用空気が予熱される。逆に、
運転モードM2の際に蓄熱体4aが加熱され、この蓄熱
体4aに蓄えられた熱によって運転モードM1の際に燃
焼用空気が予熱される。
That is, in the operation mode M1, the heat storage body 4
b is heated, and the combustion air is preheated in the operation mode M2 by the heat stored in the heat storage body 4b. vice versa,
The heat storage body 4a is heated in the operation mode M2, and the combustion air is preheated in the operation mode M1 by the heat stored in the heat storage body 4a.

【0020】ところで、燃料ガスと空気流路3aまたは
3bから供給された燃焼用空気は、燃料ノズル9の先端
から所定距離隔てた位置から混合を開始する。また、燃
料ガスと燃焼用空気の接触混合面の反対側では空気流路
に吸引される炉内ガスが火炎に巻き込まれ混合される。
したがって、これらの混合作用によって、炉内に供給さ
れる燃焼用空気の温度が炉温(概ね空気流路3a,3b
に吸入される排ガスの温度に等しい。)の約90%程度
(例えば、炉温が1300℃であれば1170℃)にな
っても燃焼は緩やかに継続される。また、上記混合作用
によって、良好な低NOx性能を得ることができる。
By the way, the fuel gas and the combustion air supplied from the air flow path 3a or 3b start mixing at a position separated from the tip of the fuel nozzle 9 by a predetermined distance. Further, on the opposite side of the contact mixing surface of the fuel gas and the combustion air, the in-furnace gas sucked into the air flow path is caught in the flame and mixed.
Therefore, the temperature of the combustion air supplied into the furnace is changed to the furnace temperature (generally the air flow paths 3a and 3b) by the mixing action of these.
It is equal to the temperature of the exhaust gas sucked into. ) Of about 90% (for example, 1170 ° C. if the furnace temperature is 1300 ° C.), combustion is continued gently. In addition, good low NOx performance can be obtained by the mixing action.

【0021】上記蓄熱式燃焼装置をウォーキングビーム
式加熱炉に適用した例を図4に示す。この図に示すウォ
ーキングビーム式加熱炉25では、炉床壁26を貫通す
る複数の可動ポスト27と、これら可動ポスト27を連
結したスキッドパイプ28でウォーキングビーム29が
構成されており、上記可動ポスト27が矢印Xで示す矩
形運動を行うことにより加熱材料Mが矢印Y方向に搬送
される。また、上記ウォーキングビーム式加熱炉25で
は、炉側壁30と、天井壁31の一部を下方に折り曲げ
て形成された材料搬送方向とほぼ鉛直をなす垂直壁32
とに、上記バーナ1が取り付けられている。したがっ
て、このウォーキングビーム式加熱炉25では、炉内で
形成される火炎は熱放散したのちバーナ1の排気用空気
流路に還流される。したがって、燃焼排ガスが炉の出口
に向かって一様に流動するようにした従来のウォーキン
グビーム式加熱炉に比べて、熱風ダクトや排ガスダクト
を特別に設ける必要がなく、スペースの効率化、コスト
の低減を図ることができる。同様の効果が、加熱炉25
の下部帯の側壁にバーナを取付けた場合にも得られる。
FIG. 4 shows an example in which the above heat storage type combustion device is applied to a walking beam type heating furnace. In the walking beam type heating furnace 25 shown in this figure, a walking beam 29 is composed of a plurality of movable posts 27 penetrating the hearth wall 26 and a skid pipe 28 connecting these movable posts 27. Performs a rectangular motion indicated by arrow X, and thereby the heating material M is conveyed in the direction of arrow Y. Further, in the above walking beam type heating furnace 25, the furnace side wall 30 and the vertical wall 32 formed by bending a part of the ceiling wall 31 downward are substantially vertical to the material conveying direction.
The burner 1 is attached to the. Therefore, in this walking beam heating furnace 25, the flame formed in the furnace dissipates heat and is then returned to the exhaust air flow path of the burner 1. Therefore, compared to the conventional walking beam type heating furnace in which the combustion exhaust gas is made to flow uniformly toward the outlet of the furnace, it is not necessary to specially provide a hot air duct or an exhaust gas duct, and space efficiency and cost are reduced. It can be reduced. The same effect can be obtained by heating furnace 25
It is also obtained when a burner is attached to the side wall of the lower strip of the.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
かかる蓄熱式燃焼装置は、一台で同時に燃焼用空気の供
給と排ガスの排気を行うことができるので、所定の入熱
を確保するために必要なバーナの台数が従来の蓄熱バー
ナに比べて半減するとともに、それによって炉の所要ス
ペースが減少し、炉への入熱密度が高くなる。
As is apparent from the above description, the heat storage type combustion apparatus according to the present invention can simultaneously supply the combustion air and exhaust the exhaust gas by one unit, so that a predetermined heat input can be secured. The number of burners required to achieve this is halved compared to conventional heat storage burners, which reduces the required space in the furnace and increases the heat input density to the furnace.

【0023】また、従来の2台1組で使用される蓄熱バ
ーナでは、開閉を繰り返す切換弁が、各組毎に燃料系に
2個、燃焼用空気供給系に2個、さらに排ガス系に2
個、合計6個必要であった。しかし、本願の蓄熱式燃焼
装置では、燃料ノズルには連続的に燃料が供給され、切
換用の弁は不要であることから、切換弁は燃焼用空気供
給系に2個、排ガス系に2個、合計4個で足りる。した
がって、配管と制御系が簡素化され、切換弁の誤動作に
起因する事故の発生率が著しく低くなり、長期の使用に
対しても安全性、信頼性が高くなる。
Further, in the conventional heat storage burner used in a set of two units, there are two switching valves for each set, which are repeatedly opened and closed in the fuel system, two in the combustion air supply system, and two in the exhaust gas system.
A total of 6 pieces were required. However, in the heat storage type combustion apparatus of the present application, the fuel is continuously supplied to the fuel nozzle, and the switching valve is not required. Therefore, two switching valves are provided in the combustion air supply system and two in the exhaust gas system. , 4 in total is enough. Therefore, the piping and control system are simplified, the incidence of accidents due to malfunction of the switching valve is significantly reduced, and safety and reliability are improved even for long-term use.

【0024】さらに、空気流路と燃料ガスの供給経路が
完全に分離されているので、燃焼用空気や排ガスの切換
弁が誤動作したり、燃料の漏洩があっても、燃料が排ガ
スラインに逆流して爆発するということもなく、安全性
が向上する。
Further, since the air flow path and the fuel gas supply path are completely separated, even if the switching valve for combustion air or exhaust gas malfunctions or fuel leaks, the fuel flows back to the exhaust gas line. It will not explode and the safety will be improved.

【0025】さらにまた、従来の蓄熱バーナでは、2台
1組の蓄熱バーナに2つの火炎監視装置が必要であった
が、本発明のバーナでは、台数の減少した分だけ火炎監
視装置が不要となる。
Furthermore, in the conventional heat storage burner, two flame monitoring devices were required for each set of two heat storage burners, but the burner of the present invention requires no flame monitoring device as the number of burners decreases. Become.

【0026】そしてまた、火炎近傍で高温排ガスが吸入
されるので、この吸入排ガスが火炎および燃焼用空気に
混合される。したがって、上記混合作用によって、炉内
に供給される燃焼用空気の温度が高くなっても適正な火
炎温度が維持され、低NOx性能を確保することができ
る。
Further, since the high temperature exhaust gas is sucked in the vicinity of the flame, the sucked exhaust gas is mixed with the flame and the combustion air. Therefore, due to the above mixing action, an appropriate flame temperature is maintained even if the temperature of the combustion air supplied into the furnace rises, and low NOx performance can be ensured.

【0027】また、蓄熱体がバーナの外部に配置されて
いるので、蓄熱体の保守点検や交換が容易である。加え
て、蓄熱体を空気流路に収容した場合、両者のシール性
を適性に確保することが容易でないが、本発明の場合、
蓄熱体はバーナ外部の蓄熱器ボックスに収容しているの
で、両者のシール性を確保することが容易である。
Further, since the heat storage body is arranged outside the burner, maintenance and inspection and replacement of the heat storage body are easy. In addition, when the heat storage body is housed in the air flow path, it is not easy to properly secure the sealing property of both, but in the case of the present invention,
Since the heat storage body is housed in the heat storage box outside the burner, it is easy to secure the sealing property between both.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明にかかる蓄熱式燃焼装置の縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a heat storage type combustion apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明にかかる蓄熱式燃焼装置の正面図であ
る。
FIG. 2 is a front view of a heat storage type combustion apparatus according to the present invention.

【図3】 本発明にかかる蓄熱式燃焼装置の配管図であ
る。
FIG. 3 is a piping diagram of a heat storage type combustion apparatus according to the present invention.

【図4】 ウォーキングビーム式加熱炉の部分断面図で
ある。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a walking beam type heating furnace.

【図5】 従来の蓄熱バーナの縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a conventional heat storage burner.

【図6】 従来の蓄熱バーナの配管図である。FIG. 6 is a piping diagram of a conventional heat storage burner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…バーナ、2…バーナ本体、3a,3b…空気流路、
4a,4b…蓄熱体、7…中央空気流路、9…燃料ノズ
ル。
1 ... Burner, 2 ... Burner body, 3a, 3b ... Air flow path,
4a, 4b ... Heat storage body, 7 ... Central air flow path, 9 ... Fuel nozzle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼用空気の供給と燃焼排ガスの排気を
交互に行うための2つの空気流路、これら空気流路の中
間に配置された燃料噴射ノズル、および中央空気流路を
備えたバーナと、上記燃焼用空気の供給と燃焼排ガスの
排気を行なう2つの空気流路にそれぞれ接続された連結
管と、上記連結管にそれぞれ収容された通気性の蓄熱体
とからなることを特徴とする蓄熱式燃焼装置。
1. A burner having two air passages for alternately supplying combustion air and exhausting combustion exhaust gas, a fuel injection nozzle arranged in the middle of these air passages, and a central air passage. And connecting pipes respectively connected to the two air flow paths for supplying the combustion air and exhausting the combustion exhaust gas, and a breathable heat storage body housed in each of the connecting pipes. Heat storage type combustion device.
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