JPH08166124A - 工業用炉および蓄熱燃焼用バーナ並びに工業用炉の燃焼方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスリークを小さく、給気流速を上げること
ができる蓄熱燃焼用バーナの提供。 【解決手段】 複数の部分に分離された蓄熱体３０と、
蓄熱体３０の軸方向一側に配された燃料噴射ノズル２０
と給排が切り替わる通気用開口部２７を有するバーナタ
イル２２と、蓄熱体３０の他側に配された回転ディスク
４４と固定ディスク４６とを有する切替機構４０と、を
有する工業用１００および蓄熱燃焼用バーナ１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気を蓄熱体に通
して排気の熱を蓄熱体に蓄熱し給気と排気の流れを交互
に切替え排気の熱を蓄熱した蓄熱体に給気を通して給気
をあたためる蓄熱燃焼を実行する工業用炉および蓄熱燃
焼用バーナ並びに工業用炉の燃焼方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−２５６４２３号公報は、交互
切替式燃焼用バーナを開示している。そこでは、蓄熱体
はバーナ本体に一体に組み込まれているが、切替バルブ
はバーナ本体外に設置され配管でバーナ本体と接続され
ている。しかし、従来の蓄熱燃焼用バーナには次の問題
がある。給排気の切替バルブがバーナ本体と別体のた
め、両者を接続するための配管類が必要で、施工が必要
なこと、配管分装置が大型化すること、などの問題があ
る。また、切替バルブから燃焼ノズルまでの容積が大き
くなるため、切替時のパージ時間が長くなる。上記問題
を解決するために、本願出願人の一名は、バーナ本体に
切替機構を一体に組み込んだ蓄熱燃焼用バーナを先に提
案した。そこでは、蓄熱体を隔壁で仕切り、隔壁端面に
回転ディスクを摺接させ、回転ディスクを回転させて蓄
熱体への給気と排気の流れを切替えていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記蓄熱燃焼
用バーナには、つぎの問題があった。同じ通気孔を給排
を切替えて給気孔および排気孔として用いるので、給気
通路断面積と排気通路断面積が同じであり、炉内圧の制
限から、給気通路を絞って給気流速を上げることが難し
い。その結果、炉内排ガスの給気への巻込み、循環が少
なくＮＯｘ生成を抑えることが難しいこと、燃料の給気
への随伴性が低下し、燃焼が悪化すること、火焔が炉の
奥まで到達しにくいこと、等の問題を生じる。また、隔
壁端面と回転ディスクとの間を空気がリークし、給気が
排気にショートパスしやすい。その結果、給気流速が低
減して上記問題がさらに生じやすくなること、燃焼に供
給される空気が不足して不完全燃焼が生じ、排気中のＣ
Ｏが増えること、等の問題を生じる。本発明の目的は、
給気の流速を向上できる工業用炉および蓄熱燃焼用バー
ナ並びに工業用炉の燃焼方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） 複数の部分に分離された蓄熱体と、前記蓄熱体
の軸方向一側に配置され、燃料噴射ノズルが挿入される
穴と、給排が切替えられる複数の通気孔と、該通気孔が
開口する給排気面と、を有するバーナタイルと、前記蓄
熱体の軸方向他側に配置され、互いに摺動可能に面接触
された回転ディスクと固定ディスクとを有し、さらに給
排気の仕切壁を有し、前記固定ディスクは複数の貫通孔
を有し、前記回転ディスクは前記回転ディスクの回転に
よって連通、遮断される複数の通気用開口部を有し、該
通気用開口部は前記仕切壁の一側に連通する給気通気用
開口部と前記仕切壁の他側に連通する排気通気用開口部
を含んでいる、切替機構と、を有し、前記蓄熱体、前記
バーナタイル、前記切替機構は、互いに分離可能で、前
記蓄熱体、前記バーナタイル、前記切替機構の少なくと
も一つが炉体に固定されて炉体の一部分を構成してい
る、工業用炉。 （２） 前記バーナタイルに設けられた複数の前記通気
孔のうち前記排気通気用開口部によってカバーされる通
気孔の通路断面積の和が前記給気通路用開口部によって
カバーされる通気孔の通路断面積の和以上となるよう
に、前記回転ディスクに設けられる前記通気用開口部と
前記固定用ディスクに設けられる貫通孔の、形状および
相対位置関係が設定されている（１）記載の工業用炉。 （３） 複数の部分に分離された蓄熱体部分のうち前記
排気通路用開口部によってカバーされる蓄熱体部分の容
積の和が前記給気通気用開口部によってカバーされる蓄
熱体部分の容積の和以上となるように、前記回転ディス
クに設けられる前記通気用開口部と前記固定用ディスク
に設けられる貫通孔の、形状および相対位置関係が設定
されている（１）記載の工業用炉。 （４） 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記給気用
通気用開口部に連通する部分に直結した（１）記載の工
業用炉。 （５） 排気用ファンを前記切替機構のうち前記排気用
通気用開口部に連通する部分に直結した（１）記載の工
業用炉。 （６） 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記給気用
通気用開口部に連通する部分に直結するとともに、排気
用ファンを前記切替機構のうち前記排気用通気用開口部
に連通する部分に直結した（１）記載の工業用炉。 （７） 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記給気用
通気用開口部に連通する部分に直結するとともに、排気
用ファンを前記切替機構のうち前記排気用通気用開口部
に連通する部分に直結し、給気用ブロワと排気用ファン
を同一の駆動手段で駆動せしめた（１）記載の工業用
炉。 （８） 前記蓄熱体を軸方向に複数に蓄熱体部分に分割
するとともに蓄熱体部分間に乱流場を生成する隙間をも
たせた（１）記載の工業用炉。 （９） 前記蓄熱体を分離する隔壁を有し、該隔壁は放
射状に延びており、前記切替機構の前記仕切壁は周方向
に延びている（１）記載の工業用炉。 （１０） 前記回転ディスクが一方向にのみ回転される
ディスクからなる（１）記載の工業用炉。 （１１） 前記回転ディスクの回転駆動手段がモータか
らなる（１）記載の工業用炉。 （１２） 前記仕切壁の内外周のうち給気通気用開口部
がある通路側に、前記切替機構の回転部分を回転させる
ための駆動モータを設置した（１）記載の工業用炉。 （１３） 前記切替機構の前記回転ディスクは立体ディ
スクからなり、前記回転ディスクに形成される前記給気
通気用開口部と前記排気通気用開口部のそれぞれの固定
ディスク側端部は同一円周上に設けられており、前記固
定ディスクに設けれる貫通孔は給気と排気とに共用され
るとともに同一円周上に配されている（１）記載の工業
用炉。 （１４） 前記切替機構の前記回転ディスクは立体ディ
スクからなり、前記回転ディスクに形成される前記給気
通気用開口部と前記排気通気用開口部のそれぞれの固定
ディスク側端部は同一円周上に設けられており、前記給
気通気用開口部に上流側から接続する給気通路は前記切
替機構に軸方向に接続しており、前記排気通気用開口部
に下流側から接続する排気通路は前記切替機構に軸方向
と直角方向に接続している（１）記載の工業用炉。 （１５） 前記排気通気用開口部の排気流れの下流側
に、空気を排気流れ下流側に向けて噴出する排気誘引機
構を設けた請求項１記載の工業用炉。 （１６） 前記複数に分離された蓄熱体のそれぞれの部
分は円筒状スリーブ内に納められている（１）記載の工
業用炉。 （１７） 前記複数に分離された蓄熱体のそれぞれの部
分は円筒状スリーブ内に納められており、前記バーナタ
イルの通気孔は上流側に向って拡開するロート状部を有
し前記通気孔は該ロート状部を介して前記円筒状スリー
ブに滑らかに接続している（１）記載の工業用炉。 （１８） 前記回転ディスクと前記固定ディスクとは金
属面接触によりシールされており、前記回転ディスクは
前記固定ディスクにスプリング付勢により押しつけられ
ている（１）記載の工業用炉。 （１９） 前記回転ディスクに設けられた通気孔は扇形
状をしており、前記固定ディスクに設けられた貫通孔も
扇形状をしている（１）記載の工業用炉。 （２０） 前記回転ディスクが往復回動されるディスク
からなる（１）記載の工業用炉。 （２１） 前記回転ディスクを往復回動する駆動手段が
エアシリンダである（１）記載の工業用炉。 （２２） 前記切替機構が、第１の位置と第２の位置を
選択的にとり前記第１の位置と前記第２の位置との間に
往復回動される回転ディスクを含み、前記蓄熱体の分割
された複数の部分の一部に給気または排気が流れない部
分を作ることなく前記第１の位置と前記第２の位置を切
替えるシャッタである（１）記載の工業用炉。 （２３） 前記回転ディスクの給気通気用開口部が前記
固定ディスクの貫通孔間部位にきて給気が絞られたとき
に燃料を絞る燃料供給量調整機構を、さらに有している
（１）記載の工業用炉。 （２４） 前記回転ディスクの排気通気用開口部は、常
に、その少なくとも一部が前記固定ディスクの貫通孔間
部位によって閉塞されない位置をとる（１）記載の工業
用炉。 （２５） 前記切替機構が３以上の通気用開口部を有す
る多孔式シャッタからなる（１）記載の工業用炉。 （２６） 前記工業用炉が、溶解炉、焼結炉、予熱炉、
均熱炉、鍛造炉、加熱炉、焼鈍炉、容体化炉、メッキ
炉、乾燥炉、調質炉、焼入れ炉、焼もどし炉、酸化還元
炉、焼成炉、焼付炉、焙焼炉、溶解保持炉、前炉、ルツ
ボ炉、ホモジナイジング炉、エージング炉、反応炉、蒸
留炉、取鍋乾燥予熱炉、鋳型焼成予熱炉、焼準炉、ロー
付け炉、浸炭炉、塗装乾燥炉、保持炉、窒化炉、ソルト
バス炉、ガラス溶解炉、発電用ボイラを含むボイラ、ご
み焼却炉を含む焼却炉、給湯装置、のうちから選択され
た一種の炉である請求項１記載の工業用炉。 （２７） 複数の部分に分離された蓄熱体と、前記蓄熱
体の軸方向一側に配置され、燃料噴射ノズルが挿入され
る穴と、給排が切替えられる複数の通気孔と、該通気孔
が開口する給排気面と、を有するバーナタイルと、前記
蓄熱体の軸方向他側に配置され、互いに摺動可能に面接
触された回転ディスクと固定ディスクとを有し、さらに
給排気の仕切壁を有し、前記固定ディスクは複数の貫通
孔を有し、前記回転ディスクは前記回転ディスクの回転
によって連通、遮断される複数の通気用開口部を有し、
該通気用開口部は前記仕切壁の一側に連通する給気通気
用開口部と前記仕切壁の他側に連通する排気通気用開口
部を含んでいる、切替機構と、からなる蓄熱燃焼用バー
ナ。 （２８） 前記バーナタイルに設けられた複数の前記通
気孔のうち前記排気通気用開口部によってカバーされる
通気孔の通路断面積の和が前記給気通気用開口部によっ
てカバーされる通気孔の通路断面積の和以上となるよう
に、前記回転ディスクに設けられる前記通気用開口部と
前記固定用ディスクに設けられる貫通孔の、形状および
相対位置関係が設定されている（２７）記載の蓄熱燃焼
用バーナ。 （２９） 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記給気
用通気用開口部に連通する部分に直結した（２７）記載
の蓄熱燃焼用バーナ。 （３０） 排気用ファンを前記切替機構のうち前記排気
用通気用開口部に連通する部分に直結した（２７）記載
の蓄熱燃焼用バーナ。 （３１） 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記給気
用通気用開口部に連通する部分に直結するとともに、排
気用ファンを前記切替機構のうち前記排気用通気用開口
部に連通する部分に直結した（２７）記載の蓄熱燃焼用
バーナ。 （３２） 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記給気
用通気用開口部に連通する部分に直結するとともに、排
気用ファンを前記切替機構のうち前記排気用通気用開口
部に連通する部分に直結し、給気用ブロワと排気用ファ
ンを同一の駆動手段で駆動せしめた（２７）記載の蓄熱
燃焼用バーナ。 （３３） 複数の部分に分離された蓄熱体部分のうち前
記排気通路用開口部によってカバーされる蓄熱体部分の
容積の和が前記給気通気用開口部によってカバーされる
蓄熱体部分の容積の和以上となるように、前記回転ディ
スクに設けられる前記通気用開口部と前記固定用ディス
クに設けられる貫通孔の、形状および相対位置関係が設
定されている（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （３４） 前記蓄熱体を分離する隔壁を有し、該隔壁は
放射状に延びており、前記切替機構の前記仕切壁は周方
向に延びている（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （３５） 前記蓄熱体を軸方向に複数に蓄熱体部分に分
割するとともに蓄熱体部分間に乱流場を生成する隙間を
もたせた（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （３６） 前記回転ディスクが一方向にのみ回転される
ディスクからなる（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （３７） 前記回転ディスクの回転駆動手段がモータか
らなる（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （３８） 前記仕切壁の内外周のうち給気通気用開口部
がある通路側に、前記切替機構の回転部分を回転させる
ための駆動モータを設置した（２７）記載の蓄熱燃焼用
バーナ。 （３９） 前記切替機構の前記回転ディスクは立体ディ
スクからなり、前記回転ディスクに形成される前記給気
通気用開口部と前記排気通気用開口部は同一円周上に設
けられており、前記固定ディスクに設けれる貫通孔は給
気と排気とに共用されるとともに同一円周上に配されて
いる（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （４０） 前記切替機構の前記回転ディスクは立体ディ
スクからなり、前記回転ディスクに形成される前記給気
通気用開口部と前記排気通気用開口部のそれぞれの固定
ディスク側端部は同一円周上に設けられており、前記給
気通気用開口部に上流側から接続する給気通路は前記切
替機構に軸方向に接続しており、前記排気通気用開口部
に下流側から接続する排気通路は前記切替機構に軸方向
と直角方向に接続している（２７）記載の蓄熱燃焼用バ
ーナ。 （４１） 前記排気通気用開口部の排気流れの下流側
に、空気を排気流れ下流側に向けて噴出する排気誘引機
構を設けた（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （４２） 前記複数に分離された蓄熱体のそれぞれの部
分は円筒状スリーブ内に納められている（２７）記載の
蓄熱燃焼用バーナ。 （４３） 前記複数に分離された蓄熱体のそれぞれの部
分は円筒状スリーブ内に納められており、前記バーナタ
イルの通気孔は上流側に向って拡開するロート状部を有
し前記通気孔は該ロート状部を介して前記円筒状スリー
ブに滑らかに接続している（２７）記載の蓄熱燃焼用バ
ーナ。 （４４） 前記回転ディスクと前記固定ディスクとは金
属面接触によりシールされており、前記回転ディスクは
前記固定ディスクにスプリング付勢により押しつけられ
ている（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （４５） 前記回転ディスクに設けられた通気孔は扇形
状をしており、前記固定ディスクに設けられた貫通孔も
扇形状をしている（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （４６） 前記回転ディスクが往復回動されるディスク
からなる（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （４７） 前記回転ディスクを往復回動する駆動手段が
エアシリンダである（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （４８） 前記切替機構が、第１の位置と第２の位置を
選択的にとり前記第１の位置と前記第２の位置との間に
往復回動される回転ディスクを含み、前記蓄熱体の分割
された複数の部分の一部に給気または排気が流れない部
分を作ることなく前記第１の位置と前記第２の位置を切
替えるシャッタである（２７）記載の蓄熱燃焼用バー
ナ。 （４９） 前記回転ディスクの給気通気用開口部が前記
固定ディスクの貫通孔間部位にきて給気が絞られたとき
に燃料を絞る燃料供給量調整機構を、さらに有している
（２７）記載の蓄熱燃焼用バーナ。 （５０） 前記回転ディスクの排気通気用開口部は、常
に、その少なくとも一部が前記固定ディスクの貫通孔間
部位によって閉塞されない位置をとる請求項２７記載の
蓄熱燃焼用バーナ。 （５１） 前記切替機構が３以上の通気用開口部を有す
る多孔式シャッタからなる（２７）記載の蓄熱燃焼用バ
ーナ。 （５２） 給排気面に開口された給排が切替えられる複
数の通気孔のうち給気孔として働いている通気孔を通し
て炉内に給気を供給し、前記給排気面より給気流れ方向
前方で燃料と給気を混合し燃焼させ、炉内排ガスを、前
記複数の通気孔のうち排気孔として働いておりかつ通路
断面積の和が前記給気孔として働いている通気孔の通路
断面積の和以上の、通気孔を通して炉外に排出する、工
程からなる工業用炉の燃焼方法。

【０００５】上記（１）の工業用炉および上記（２７）
の蓄熱燃焼用バーナでは、切替機構が、互いに摺動可能
に面接触された回転ディスクと固定ディスクとを有して
いるため、回転ディスクと蓄熱体の隔壁端面との摺動接
触に比べて接触面積を大きくとれ、したがって回転ディ
スクと固定ディスクとの間のシール性が良好である。そ
のため、給気通気用開口部から回転ディスクと固定ディ
スクとの面接触の極小の隙間を通って排気通気用開口部
へと抜ける給気量が抑えられ、給気のうち実際に燃焼に
用いられる部分の割合が増え、効率が向上される。ま
た、高シール性のため給気圧力も高められ、炉内への吹
出し流速も大になる。上記（２）の工業用炉および上記
（２８）の蓄熱燃焼用バーナ並びに上記（５２）の工業
用炉の燃焼方法では、排気通気孔として働く通気孔の通
路断面積が給気通気孔として働く通気孔の通路断面積以
上になるため、給気通気孔として働く通気孔を通る給気
の流速を従来炉に比べて高くすることができる。給気流
速が高くなると、燃料が給気に強く随伴して流れるとと
もに、炉内排ガスも給気に巻込まれて強循環する。燃料
が給気に強く随伴して流れると、燃料の排気孔への短絡
流が抑制され、燃料の不完全燃焼、ＣＯの生成が抑制さ
れる。また、炉内排ガスが給気に巻込まれて炉内で強循
環すると、燃焼が緩慢化し（いわゆるＥＧＲ効果）、高
温時のＮＯｘ生成を抑制できる。また、燃焼の緩慢化に
よって燃焼領域が炉の奥に向って長く延びるとともに燃
焼領域の温度が平均化する。したがって、温度差の大き
い従来の燃焼領域に比べて燃焼領域全体の温度を許容温
度近く迄上げることができる。その結果、平均熱流束を
上げることができ、高効率伝熱（ふく射伝熱を大幅に向
上できる）が可能になり、同じ伝熱量を達成させる場合
には、炉体のコンパクト化、スペース効率の向上、イニ
シャルコストの低減がはかられる。また、燃焼温度の平
均化によって、炉壁が局所的に高温になることが回避さ
れ、炉体の長寿命化、メンテナンスコストの低減、イニ
シャルコストの低減がはかられる。さらに、燃焼が緩慢
になることにより、燃焼騒音も小さくなる。上記（３）
の工業用炉および上記（２９）の蓄熱燃焼用バーナで
は、排気流速が低減するので、蓄熱体が排ガスの熱を奪
いやすく（排ガスの熱が蓄熱体に蓄熱されやすく）、熱
回収効率が向上する。上記（４）の工業用炉および上記
（３０）の蓄熱燃焼用バーナでは、給気用ブロワを切替
機構に直結したので設備がコンパクトになる。上記
（５）の工業用炉および上記（３１）の蓄熱燃焼用バー
ナでは、排気用ブロワを切替機構に直結したので設備が
コンパクトになるとともに、排気用ファンを設けたため
炉内圧力を低減できる。上記（６）の工業用炉および上
記（３２）の蓄熱燃焼用バーナでは、給気用ブロワを切
替機構に直結するとともに、排気用ファンを切替機構に
直結したので、設備がコンパクトになるとともに、排気
用ファンを設けたため炉内圧力を低減できる。上記
（７）の工業用炉および上記（３３）の蓄熱燃焼用バー
ナでは、給気用ブロワを切替機構に直結するとともに、
排気用ファンを切替機構に直結し、給気用ブロワと排気
用ファンを同一の駆動手段で駆動したので、駆動手段を
別々に設ける場合に比べて設備費の低減、設置スペース
の低減をはかることができる。上記（８）の工業用炉お
よび上記（３４）の蓄熱燃焼用バーナでは、蓄熱体を軸
方向に複数の蓄熱体部分に分割して蓄熱体部分間に隙間
を設けたので、隙間の部分でガスの流れに乱流を生成す
ることができ、熱伝達係数を大にでき、排気から蓄熱体
へ、さらに蓄熱体から給気への伝熱を高めることができ
る。

【０００６】上記（９）の工業用炉および上記（３５）
の蓄熱燃焼用バーナでは、蓄熱体隔壁が放射状に延びて
いるため切替機構に回転ディスク構造をとることができ
る。また、切替機構の仕切壁が周方向に延びているの
で、装置の切替機構の内、外周の何れを比較的低温にし
たいかに対して容易に対応できる。上記（１０）の工業
用炉および上記（３６）の蓄熱燃焼用バーナでは、回転
ディスクが一方向に回転するので、容易に蓄熱体の周方
向全体部分に順次ガスを流すことができ、その場合、給
排気が通過する蓄熱体の部分が一方向に順次切替わる。
上記（１１）の工業用炉および上記（３７）の蓄熱燃焼
用バーナでは、回転ディスクをモータにて回転するの
で、一方向のみ何回転でも容易に回転できる。上記（１
２）の工業用炉および上記（３８）の蓄熱燃焼用バーナ
では、低温側に切替機構の駆動モータを設置したので、
駆動系が低温雰囲気内に設置され、故障を生じにくい。

【０００７】上記（１３）の工業用炉および上記（３
９）の蓄熱燃焼用バーナでは、回転ディスクの給気通気
用孔と排気通気用孔とを同一円周上に配置するとともに
固定ディスクの貫通孔を給排とも同一円周上に配置した
ので、通気用孔も貫通孔も大きくでき、切替機構部分で
の流れの圧損を少なくすることができる。また、固定デ
ィスクに設けられた貫通孔を給排に共用したので、切替
機構の可動部分を小さくでき、ディスクの熱歪みが大と
なる比較的大容量のバーナにも適用できる。上記（１
４）の工業用炉および上記（４０）の蓄熱燃焼用バーナ
では、給気通路と排気通路の一方を切替機構に軸方向か
ら他方を切替機構に軸方向と直交方向から接続したの
で、給気通路と排気通路を互いから離すことができ、排
気の高温の影響を大きく受けることなく、駆動機構等の
部品を切替機構に組付けることができる。上記（１５）
の工業用炉および上記（４１）の蓄熱燃焼用バーナで
は、排気通気用開口部の下流側に排気誘引機構が設けて
あり、ここに給気の余剰分を流すこと等により、特別に
吸引ブロワ、ファン等を設けなくて済み（ただし、設け
てもよい）、設備は小型のままで済む。また、燃焼負荷
に応じて給気を増減することによって、吸引力もリアル
タイムに増減するので、インバータやコントロールモー
タ等による給排気制御を必要としない。

【０００８】上記（１６）の工業用炉および上記（４
２）の蓄熱燃焼用バーナでは、蓄熱体を円筒状スリーブ
内に収納するようにしたので、放射状の隔壁に比べて製
作が容易となり、かつ蓄熱体の交換が容易となる。上記
（１７）の工業用炉および上記（４３）の蓄熱燃焼用バ
ーナでは、蓄熱体を円筒状スリーブ内に収納するように
するとともに、ロート状部を介して円筒状スリーブとバ
ーナタイルの通気孔とを接続したので、流れの通路に段
部が形成されず、流れの圧力損失を小さくすることがで
きるとともに、通気孔を出るときの給気の指向性を強め
ることができる。上記（１８）の工業用炉および上記
（４４）の蓄熱燃焼用バーナでは、回転ディスクと固定
ディスクとの間のシールをメタルタッチシールとして、
回転部にＯリングを使用しないようにしたので、シール
の信頼性が高まる。上記（１９）の工業用炉および上記
（４５）の蓄熱燃焼用バーナでは、回転ディスクの通気
用開口部も固定ディスクの貫通孔も扇形状としたので、
開口面積を大きくとることができ、流れの圧力損失を小
さくすることができる。

【０００９】上記（２０）の工業用炉および上記（４
６）の蓄熱燃焼用バーナでは、回転ディスクが往復回動
されるので、駆動手段にエアシリンダを利用できる。上
記（２１）の工業用炉および上記（４７）の蓄熱燃焼用
バーナでは、回転ディスクの駆動手段がエアシリンダか
らなるので、切替えが瞬時に行える。上記（２２）の工
業用炉および上記（４８）の蓄熱燃焼用バーナでは、回
転ディスクは第１の位置と第２の位置との間に往復回動
される。この回動はシリンダを用いて行うことができる
ので、モータ等による一方向回転による切替えに比べて
切替え速度ははやく、瞬時シャッタを構成している。切
替えにおいては、複数に分離された蓄熱体の全ての部分
に常に給排気の少なくとも一方が流され、分離された蓄
熱体部分の一部に休止状態が生じないようにされてい
る。上記（２３）の工業用炉および上記（４９）の蓄熱
燃焼用バーナでは、回転ディスクの給気通気用開口部が
固定ディスクの貫通孔間部位にくると給気通気用開口は
通路断面積が絞られまたは閉塞されるが、その時には、
燃料供給量調整機構が燃料量を絞るので、空気と燃料の
比はほぼ一定に保たれる。なお、給気通気用開口部が貫
通孔間部位によって完全に閉塞されても、一次空気パイ
プから一次空気が供給されるようになっているので、空
気の供給が完全に停止することはなく、連続燃焼が可能
である。上記（２４）の工業用炉および上記（５０）の
蓄熱燃焼用バーナでは、切替えシャッタの排気通気用開
口部は、絞られても完全には閉塞されないようになって
いるので、連続燃焼が可能である。

【００１０】上記（２５）の工業用炉および上記（５
１）の蓄熱燃焼用バーナでは、多孔式シャッタの採用に
よって蓄熱体の全ての部分にほぼ均等に給排気が流れ、
蓄熱体が有効利用されて、実質的に蓄熱体をコンパクト
にできる。さらに、蓄熱体の熱的均一化をはかれるの
で、蓄熱体の耐熱疲労特性も向上し、寿命が延びる。上
記（２６）の工業用炉では、列記された各種の工業用炉
に本発明が適用される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施例
を図面を参照して説明する。図中、図１〜図４、図５、
図６、図１６、図１７は本発明の第１実施例に係る工業
用炉および蓄熱燃焼用バーナ並びに工業用炉の燃焼方法
の構成を、図７、図８は本発明の第２実施例に係る工業
用炉および蓄熱燃焼用バーナの構成を、図９〜図１１は
本発明の第３実施例に係る工業用炉および蓄熱燃焼用バ
ーナの構成を、図１２、図１３は本発明の第４実施例に
係る工業用炉および蓄熱燃焼用バーナの構成を、図１
４、図１５は本発明の第５実施例に係る工業用炉および
蓄熱燃焼用バーナの構成を、示している。図１８は比較
例（従来例）を示している。本発明の全実施例にわたっ
て共通かまたは類似の構成部分には、本発明の全実施例
にわたって同じ符号を付してある。

【００１２】本発明は、工業用炉１００および蓄熱燃焼
用バーナ１の何れにも適用可能である。本発明が工業用
炉に適用される場合は、たとえば、蓄熱燃焼用バーナが
複数の部分に分離可能な構造を有し、そのうちの一部
（たとえば、後述するバーナタイル、またはバーナタイ
ルと枠体、等）が工業用炉１００の炉体５に固定されて
炉体側の部材または炉体の一部を構成している場合を含
む。また、本発明が適用される工業用炉１００には、溶
解炉、焼結炉、予熱炉、均熱炉、鍛造炉、加熱炉、焼鈍
炉、容体化炉、メッキ炉、乾燥炉、調質炉、焼入れ炉、
焼もどし炉、酸化還元炉、焼成炉、焼付炉、焙焼炉、溶
解保持炉、前炉、ルツボ炉、ホモジナイジング炉、エー
ジング炉、反応炉、蒸留炉、取鍋乾燥予熱炉、鋳型焼成
予熱炉、焼準炉、ロー付け炉、浸炭炉、塗装乾燥炉、保
持炉、窒化炉、ソルトバス炉、ガラス溶解炉、発電用ボ
イラを含むボイラ、ごみ焼却炉を含む焼却炉、給湯装
置、等が含まれるものとする。

【００１３】まず、本発明の全実施例にわたって共通な
構成部分を、たとえば図１〜図６、図１６、図１７を参
照して、説明する。図１、図２に示すように、工業用炉
１００および蓄熱燃焼用バーナ１は、給気通路２を介し
て給気送風手段（たとえば、ブロワ、コンプレッサ等）
４に接続されている。排気は排気通路３を介して排気さ
れ、排気通路３には排気誘引ファン１０１（排気ファ
ン）が必要に応じて設けられる。給気ブロワ４は、望ま
しくはは、バーナ本体（切替機構４０の部分）に直結さ
れ、また排気ファン１０１が設けられる場合は排気ファ
ン１０１もバーナ本体に直結されている。この直結構造
は装置をコンパクトにするためである。排気ファン１０
１が設けられる場合は、給気ブロワ４および排気ファン
１０１は、部品点数低減および設置スペース低減のため
に同一の駆動モータ１０２により駆動される。一方、燃
料噴射ノズル２０からの燃料と、パイロット空気と、給
気通気用開口部４２から蓄熱体３０を通って流れてきた
給気は、炉１００内に送り込まれる。切替機構４０は、
給気と排気の蓄熱体分割部分への流れを、所定時間間隔
毎（たとえば、数秒〜数分毎、望ましくは、６秒〜３０
秒毎）に切替える。給気は蓄熱体３０の上流側でたとえ
ば約２０℃であったものが、蓄熱体３０を通るときに温
められ、空気噴射ノズル（通気孔）２６から燃焼用空気
となって流れ出るときにはたとえば約９００℃となり、
排ガス流となって蓄熱体３０に入るときはたとえば約１
０００℃となり、蓄熱体３０を通るときに蓄熱体の温度
を上げて自身はたとえば約２００℃に温度が低下され
る。ついで、切替機構４０が給排気を切替え、それまで
排気が流れていたところに給気を通し、それまで給気が
流れていたところに排気を通す。かくして排気の熱は蓄
熱体３０に蓄熱され、給気に切替えられたときに蓄熱し
た熱で給気を温める。

【００１４】図１、図２に示すように、本発明実施例の
工業用炉１００および蓄熱燃焼用バーナ１は、周方向に
複数の部分に分離された蓄熱体３０と、蓄熱体３０の軸
方向一側に配置され燃料噴射ノズル２０が挿入される穴
と給排が切り替わる通気孔２７と通気孔２７が開口する
給排気面２３とを有するバーナタイル２２と、蓄熱体３
０の軸方向他側に配置された切替機構４０と、を有す
る。工業用炉１００および蓄熱燃焼用バーナ１は、さら
に、燃料噴射ノズル２０、蓄熱体３０、および切替機構
４０を内部に組みつけた枠体１０を有している場合もあ
る。

【００１５】図２は、工業用炉１００および蓄熱燃焼用
バーナ１の一例を拡大して示している。蓄熱体３０はセ
ラミックス、耐熱金属、等の耐熱材からなり、ガスとの
接触面積を大とするために、望ましくはモノリスハニカ
ム構造としてある。ただしガスとの接触面積を大とする
構造はハニカム構造に限るものではなく、たとえば線材
や細い径のパイプを束ねた構造等であってもよい。蓄熱
体３０は軸方向にガスを通過させる。蓄熱体３０は、温
度勾配によるクラックの発生防止上および製作容易上軸
方向にも複数の蓄熱体部分に分割されている。蓄熱体３
０が軸方向に複数の蓄熱体部分に分割される場合は、組
み立てるときに蓄熱体部分間に耐熱材からなるスペーサ
３２を介在させて蓄熱体部分間に若干の（たとえば、約
３〜５ｍｍ）隙間３３を形成し、乱流を生成させるよう
にすることが望ましい。乱流場３３を設けることによっ
て排気から蓄熱体３０への、かつ蓄熱体３０から給気へ
の熱伝達が向上される。燃料噴射ノズル２０は、バーナ
中心部で軸方向に延び、それと同芯状に一次空気（パイ
ロットエア）パイプ２１が延びていて、燃料噴射ノズル
２０の外周面と一次空気パイプ２１の内周面との間の環
状通路を一次空気が流れるようになっている。燃料噴射
ノズル２０は、先端部を除いて電気絶縁材、たとえば碍
子、で覆われており、電気絶縁材で覆われていない先端
部に燃料の一部をパイロット燃料として吐出するパイロ
ット燃料吐出口２０ａを設け、そこから吐出されるパイ
ロット燃料に、電気絶縁材で覆われていない燃料噴射ノ
ズル先端部と一次空気パイプ２１との間に電気的に火花
をとばして、着火させるようになっている。図３、図４
はバーナタイル２２の詳細構造を示している。バーナタ
イル２２は耐火材からなり、給排気面２３と、そこから
突出された突出部２４と、突出部２４の内側に形成され
た燃料／一次空気混合物が流出する燃料開放面２５を有
している。燃料開放面２５は、望ましくは、下流側にい
くにしたがい拡がる末拡がり（テーパ、Ｒ形状等）構造
とされている。ただし、燃料開放面２５を先端までスト
レートに形成してもよい。給排気面２３には複数の通気
孔２６が開口しており、通気孔２６は、切替機構４０に
よる給排気の切替によってある時は給気孔となりある時
は排気孔となる。通気孔２６の給排気面２３への開口端
には、排気の通気孔２６への流れ込みを円滑にするため
に、望ましくは、湾曲２６Ｒが設けられている。

【００１６】突出部２４の外周面には軸方向に延びるエ
アガイド溝２７が形成されている。ただし、エアガイド
溝２７は必須のものではない。エアガイド溝２７と孔２
６は軸方向に一致しており、孔２６を通って流出される
給気（二次空気、メインエア）は、少なくとも一部がエ
アガイド溝２７を通って指向性の強い流れ２８Ａとな
る。この流れ２８Ａに燃料／一次空気混合物の流れ２８
Ｂが随伴され、遠くまで届く燃焼流が形成される。ま
た、エアガイド溝２７の外側から燃焼排ガスを巻き込
み、酸素リーンとなって緩慢な燃焼となり、したがって
ＮＯ_X の生成は少ない。排気は通気孔２６に矢印２８Ｃ
のように流入していくので、矢印２８Ｂのように流れる
燃料／一次空気混合物から遠く燃料／一次空気混合物を
ほとんど巻き込まず、燃料の不完全燃焼によるＣＯが排
気に含まれることが少なくなる。

【００１７】切替機構４０は、互いに摺動可能に面接触
された回転ディスク４４と固定ディスク４６と、給排気
の仕切壁４１を有し、回転ディスク４４は回転ディスク
４４の回転によって連通、遮断される複数の通気用開口
部４２、４３を有し、固定ディスク４６は貫通孔４７を
有し、通気用開口部４２、４３は仕切壁４１の一側に連
通する給気通気用開口部４２と仕切壁４１の他側に連通
する排気通気用開口部４３を含んでいる。

【００１８】切替機構４０のうち一部の部材は可動部材
である。たとえば図５の例では仕切壁４１、回転ディス
ク４４は可動部材である。切替機構４０のうち残りの部
材は静止部材である。たとえば固定ディスク４６は静止
部材である。切替機構４０のうち可動部材は、駆動手段
（たとえば、モータ、シリンダ等）４５によって一方向
または往復回転駆動される。回転ディスク４４と固定デ
ィスク４６は互いに、広い面積をもつ平面同士で面接触
されているので、すなわち回転ディスク４４の軸芯と直
交する平面と固定ディスク４６の軸芯と直交する平面と
の摺動面同士で面接触されているので、仕切壁端面と回
転ディスクとの接触に比べて、接触面積は大であり、シ
ール性が高くされている。また、シール性を上げるため
に、回転ディスク４４はばね５１、５２で固定ディスク
４６に押しつけられている（図９、図１２、図１４参
照）。蓄熱体３０は静止部材である。蓄熱体３０は複数
の部分に分離されており、隔壁３１によって分離される
か、またはスリーブ３１Ｓ（図９）に収納されて互いに
分離されている。 回転ディスク４４が回転されること
により、蓄熱体３０の分離された部分の給、排気の流れ
が切替わる。

【００１９】複数に分離された蓄熱体部分には、それぞ
れに対して、下流側にバーナタイル２２の通気孔２６が
設けられる。この通気孔２６のうち、排気通気用開口部
４３によってカバーされる通気孔２６の通路断面積の和
が給気通気用開口部４２によってカバーされる通気孔２
６の通路断面積の和以上となるように、回転ディスク４
４に設けられる通気用開口部４２、４３と固定ディスク
４６に設けられる貫通孔４７の形状および相対位置関係
が設定されている。たとえば、図５、図６の例では、給
気通気用開口部４２によってカバーされる通気孔２６は
１個または２個であるが、排気通気用開口部４３によっ
てカバーされる通気孔２６は３個または２個であり、給
気通気孔は排気通気孔と同等かそれ以上に絞られる。こ
れによって、給気流速が増大する。上記において、給気
通気用開口部４２によってカバーされる通気孔２６と排
気通気用開口部４３によってカバーされる通気孔２６と
の個数比は、整数比でなくてもよい。

【００２０】複数に分離された蓄熱体部分のうち排気通
気用開口部４３でカバーされる部分の容積は給気通気用
開口部４２でカバーされる部分の容積以上となるように
給、排気通気用開口部４２、４３の個数、形状が設定さ
れている。たとえば、蓄熱体３０が４個に隔壁３１によ
って分割された場合、排気通気用開口部４３でカバーさ
れるのは３個または２個で、給気通気用開口部４２でカ
バーされるのは１個または２個である。排気容積を大き
くすることによって排気流速が低減するため、蓄熱体３
０が蓄熱しやすくなる。

【００２１】上記の共通構成による作用は次の通りであ
る。まず、切替機構４０では、回転ディスク４４と固定
ディスク４６とが摺動可能に広い平面で面接触されてい
るので、回転ディスク４４と固定ディスク４６との接触
面積が増大し、給気が回転ディスク４４と固定ディスク
４６との間を通って排気にリークするのを抑制でき、炉
内への給気吹出流速も大になる。また、回転ディスク４
４が仕切壁を通過する場合に比べて、給気のカバーエリ
アの自由度が向上しており、切替時の給気量の減少が発
生しない設定が可能（図８）となるし、隔壁３１の厚さ
も自由に設定できるので、蓄熱室の設計が自由になる。
また、燃料噴射ノズル２０、蓄熱体３０、切替機構４０
が枠体１０の内部に組みつけられているので、蓄熱体３
０と切替機構４０とを接続する配管類が不要となり、配
管の施工が不要で、装置が小型化される。また、配管が
あるときには配管内の排気のパージが切替時に必要にな
るが、配管がないためパージが必要でなくなり、切替時
間も短い。

【００２２】また、回転ディスク４４の通気用開口部４
２、４３と固定用ディスク４６の貫通孔４７の形状およ
び位置関係が、通気孔２７のうち給気通気孔通路断面積
を排気通気孔通路断面積と同等以下に絞るように設定さ
れているので、給気の流速が向上する。そして、切替機
構４０でのシール性の増大と合わせて、給気流速が従来
に比べて非常に大となる。図１６に示すように、給気流
速が大となると、燃料が給気に強く随伴して流れるとと
もに、炉内排ガスも給気に巻込まれて強循環する。燃料
が給気に強く随伴して流れると、燃料の排気孔への短絡
流が少なくなり、燃料の不完全燃焼、ＣＯの生成が抑制
される。また、炉内排ガスが給気に巻込まれて炉内で強
循環すると、燃焼が緩慢となる。その結果、ＮＯｘ生成
量が図１７に示すように約２０ｐｐｍに減少する。従来
の蓄熱燃焼用バーナ１´を備えた工業用炉５´（図１
８）では約２００ｐｐｍのＮＯｘが生成し、通常のバー
ナの炉では約２０００ｐｐｍのＮＯｘが生成するので、
それらに比べて、ＮＯｘ生成量が大幅に減少する。ま
た、燃焼が緩慢になることによって、燃焼領域Ｒが従来
の燃焼領域Ｒ´に比べて炉の奥に向って延び、燃焼領域
の温度Ｔが図１６に示すように平均化する。すなわち、
温度差ΔＴが従来の炉の温度差ΔＴ´（図１８）に比べ
て少なくなる。そのため、最高温度を炉壁許容温度Ｔａ
以下にするという条件下で、燃焼領域Ｒの温度Ｔを従来
のＴ´に比べて全体的に上げることができる。その結
果、燃焼領域Ｒのほぼ全域にわたって平均熱流束を上げ
ることができ、高効率伝熱が可能になり、同じ伝熱を達
成する場合、炉体のコンパクト化、スペース効率向上、
イニシャルコスト低減がはかられる。また、燃焼領域温
度Ｔの平均化によって、炉壁が局所的に高温になること
が回避され、炉の長寿命化、メンテナンスコストの低減
がはかられる。さらに、燃焼の緩慢によって、燃焼騒音
も小さくなる。

【００２３】また、蓄熱体部分のうち回転ディスク４４
の排気通気用開口部４３によりカバーされる部分の容積
が回転ディスク４４の給気通気用開口部４２によりカバ
ーされる部分の容積以上に設定されているため、蓄熱体
３０を通過する排ガスの流速が低減し、蓄熱体３０が排
ガスの熱を回収しやすくなり、熱回収効率、したがって
炉の熱効率が上昇する。

【００２４】つぎに、本発明の各実施例に特有な構成、
作用を説明する。本発明の第１実施例では、蓄熱体３０
を分割する隔壁３１は、図６に示すように放射状に延び
て、蓄熱体３０を周方向に複数（２以上、図６の実施例
では４）に分割している。これに対し、切替機構４０の
仕切壁４１は周方向に延びていて、内外周の一方に給気
通路２、他方に排気通路３を形成する。回転ディスク４
４のうち、仕切壁４１の内外周の一方に給気通気用開口
部４２があけられており、他方に排気通気用開口部４３
があけられている。給気通気用開口部４２は給気通路２
側に設けられ、排気通気用開口部４３は排気通路３側に
設けられる。図５、図６に示されているように、切替機
構４０は、回転ディスク４４と固定ディスク４６との２
枚ディスク構造となっている。回転ディスク４４には、
仕切壁４１の外周側で弧状に延びる給気通気用開口部４
２と仕切壁４１の内周側で弧状に延びる排気通気用開口
部４３とが設けられており、固定ディスク４６には、蓄
熱体の隔壁３１の中間部に対応する位置に、仕切壁４１
の内外周のそれぞれに貫通孔４７が設けられている。回
転ディスク４４は、一方向のみに回転される。一方向回
転のため、回転駆動手段には駆動モータ４５を使用でき
る。駆動モータ４５は、排気の熱の影響を受けないよう
にするために、仕切壁４１より給気通路２側（給気通気
用開口部４２がある通路側）に設定されている。また、
蓄熱体３０は隔壁３１によって周方向に４等分に分割さ
れている。排気通気用開口部４３は蓄熱体の４分割部分
のうち３つまたは２つの部分にまたがり、給気通気用開
口部４２は１つの部分にまたがる。また、排気通気用開
口部４３によってカバーされる蓄熱体分割部分と給気通
気用開口部４２によってカバーされる分割部分とは互い
に重ならないように開口部４２、４３の位置関係が設定
されている。この重なり合いのない条件が満足されれ
ば、蓄熱体３０の隔壁３１による分割個数は、４以外で
あってもよく、任意である。

【００２５】第１実施例の作用については、蓄熱体３０
の隔壁３１を放射状に延ばしたため、回転ディスク４４
を回転させることによって容易に蓄熱体３０の各部分の
給排気を切替える切替構造が得られる。回転ディスク４
４が回転されると、図６において開口部４２、４３が静
止の貫通孔４７に対して回転していき、蓄熱体３０の給
気が通過する領域および排気が通過する領域が順次移っ
ていく。これによって、連続的に給排気の切替が行われ
る。また、切替機構４０の仕切壁４１を周方向に延ばし
たので、回転ディスク４４を回転させても、常に可動の
給気通路用開口部４２と静止の吸気通路２を対応させ、
可動の排気通気用開口部４３と静止の排気通路３を対応
させることが可能になる。また、給気通路２の方に駆動
モータ４５を設置したので、駆動モータ４５に排気の熱
が影響することが抑制される。

【００２６】本発明の第２実施例は、図７、図８に示す
ように、固定ディスク４６の貫通孔４７を給、排気に共
用したものである。貫通孔４７は同一円周上に周方向に
等間隔に配されている。回転ディスク４４はディスクの
厚みを大にして立体状（三次元状）とされている。回転
ディスク４４に設けられた給気通気用開口部４２は仕切
壁４１の一側の給気通路２に開口しており、排気通気用
開口部４３は仕切壁４１の他側の排気通路３に開口して
いる。排気通気用開口部４３のカバーエリアは、給気通
気用開口部４２のカバーエリアより大である。また、回
転ディスク４４の外周と固定ディスク４６との間にシー
ル材４８を介装して、回転ディスク４４と固定ディスク
４６とをシールしている。排気通気用開口部４３の排気
流れ下流側には、給気の余剰部分を排気流れ下流側に向
けて噴出する排気誘引機構４９が設けられている。ま
た、一次空気パイプ２１の、回転ディスク４４の内側に
対応する部分に一次空気導入口５０を設け、給気の一部
を一次空気として一次空気パイプ２１内に導入するよう
にしてある。

【００２７】第２実施例の作用については、固定ディス
ク４６の貫通孔４７を給排気に共用したので、切替機構
がコンパクトなわりに通気孔面積が大きくとれる。した
がっって、大きな径のディスクでは歪み等が問題となる
大容量のバーナにも適用しやすい。回転ディスク４４の
外周にシール材４８を設けたので、回転ディスク４４外
周端部と固定ディスク４６との間からリークするエアの
リークを防止できる。また、排気誘引機構４９に余剰給
気を利用したので、特別な排気吸引ブロワ等を設ける必
要がなくなり、装置のコンパクト化、コストダウンがは
かられる。

【００２８】本発明の第３実施例は、図９〜図１１に示
すように、本発明の第２実施例をさらに改良したもので
ある。本発明の第３実施例では、複数に分離された蓄熱
体３０のそれぞれの部分は円筒状スリーブ３１Ｓ内に納
められている。円筒状スリーブ３１Ｓは枠体１０の端板
１０ａに固定されている。蓄熱体３０のそれぞれの部分
は円筒状スリーブ３１Ｓ内に納められ、円筒状押え１０
ｂを介して固定ディスク４６により押えられている。蓄
熱体３０のそれぞれの部分を交換するときには、固定デ
ィスク４６を枠体１０の端板１０ａから外し、円筒状押
え１０ｂを取り出した後、蓄熱体３０の部分を取り出
し、新しい蓄熱体３０の部分を円筒状スリーブ３１Ｓに
挿入した後、円筒状押え１０ｂを挿入し、固定ディスク
４６を枠体１０の端板１０ａに締結する手順により行
う。バーナタイル２２の通気孔２６は上流側に向って拡
開するロート状部２６Ａを有し，通気孔２６はロート状
部２６Ａを介して円筒状スリーブ３１Ｓに滑らかに接続
している。ロート状部２６Ａの断面は円形で、円筒状ス
リーブ３１Ｓの断面も円形のため、両者は段部を形成せ
ずにつながることができる。その結果、給気が通気孔２
６から出る時の指向性が強まる。回転ディスク４４と固
定ディスク４６とはメタルタッチシールとされており、
回転ディスク４４は固定ディスク４６にスプリング５２
による付勢により押しつけられている。したがって、回
転摺動部にＯリングを設けていない。スプリング５２は
周方向に複数箇所設けられており、回転ディスク４４を
固定ディスク４６に均一な力で押しつけている。モータ
４５の回転はドライブギア４５Ａ、ドリブンギア４５
Ｂ、スリーブ４５Ｃ、カップリング４５Ｄを介して回転
ディスク４４に伝えられる。スプリング５１はドリブン
ギア４５Ｂが踊ることを防止している。回転ディスク４
４に設けられた給気通気用開口部４２および排気用開口
部４３は扇形状をしており、固定ディスク４６に設けら
れた貫通孔４７も扇形状をしている。そして、給気通気
用開口部４２および排気用開口部４３のそれぞれの固定
ディスク４６側の端部は、互いに同一円周状に設けられ
ている。給気通気用開口部４２と貫通孔４７との重なり
面積を１とすると、排気通気用開口部４３と貫通孔４７
との重なり面積は２または３となるように、給気通気用
開口部４２および排気通気用開口部４３と貫通孔４７の
位置、形状が設定されており、給気流速を高く、排気流
速を低くするようにしてある。給気通気用開口部４２に
接続する給気通路２と排気用開口部４３に接続する排気
通路３のうち一方は切替機構４０に軸方向から接続し、
他方は切替機構４０に軸方向と直角方向から接続してい
る。これによって、給気経路と排気経路を離すことがで
き、回転ディスク駆動用モータ４５等の部品が切替機構
４０に組付やすくなっている。

【００２９】第３実施例の作用については、蓄熱体３０
のそれぞれの部分を円筒状スリーブ３１Ｓ内に収納する
ようにしたので、放射状の隔壁３１に比べて製作が容易
となり、かつ蓄熱体３０の交換が容易となる。また、蓄
熱体３０の部分を円筒状スリーブ３１Ｓ内に収納するよ
うにするとともに、ロート状部２６Ａを介して円筒状ス
リーブ３１Ｓとバーナタイル２２の通気孔２６とを接続
したので、流れの通路に段部が形成されず、流れの圧力
損失を小さくすることができるとともに、通気孔２６を
出るときの給気の流れの指向性を強めることができる。
また、回転ディスク４４と固定ディスク４６との間のシ
ールをメタルタッチシールとして、回転摺動部にＯリン
グを使用しないようにしたので、シールの信頼性が高ま
る。また、回転ディスク４４の通気用開口部４２、４３
も固定ディスク４６の貫通孔４７も扇形状としたので、
開口面積を大きくとることができ、流れの圧力損失を小
さくすることができる。

【００３０】本発明の第４実施例では、図１２、図１３
に示すように、切替機構４０は、第１の位置Ｐ１と第２
の位置Ｐ２を選択的にとり、隔壁３１によって分離され
た蓄熱体３０の複数の部分の一部に給排気の少なくとも
一方が流れない部分を作ることなく、第１の位置Ｐ１と
第２の位置Ｐ２を切替えるシャッタからなる。回転ディ
スク４４は往復回転される。往復回転のため、回転ディ
スク４４の駆動手段４５にはたとえばエアシリンダが使
用できる。エアシリンダによる切替えは短時間で行わ
れ、瞬時シャッタとなっている。給気通気用開口部４２
が固定ディスク４６の貫通孔４７間部位にきたときは、
給気通気用開口部４２が絞られる（閉塞される）が、そ
の時には、燃料噴射ノズル２０に燃料を送る配管に設け
た燃料供給量調整機構６、たとえば制御弁が燃料を絞
り、燃料と空気との比を一定にし、パイロット燃料と一
次空気による連続運転が可能である。蓄熱体３０は隔壁
３１（３１Ａ、３１Ｂ）によって周方向に、たとえば２
分割されている。隔壁３１の厚さは、給気通気用開口部
４２が通過する隔壁３１Ａの方が排気通気用開口部４３
が通過する隔壁３１Ｂよりも大とされている。隔壁３１
Ａの厚さ（したがって貫通孔４７間の距離）は給気通気
用開口部４２の直径より大であり、隔壁３１Ｂの厚さ
（反対側の貫通孔４７間の距離）は排気通気用開口部４
３の直径より小とされている。したがって、排気通気用
開口部４３は、少なくともその一部が貫通孔４７間部位
によって封鎖されないようにしてある（一次燃焼排ガス
排出のため）。

【００３１】第４実施例の作用については、はじめは第
１の位置Ｐ１上にあった給、排気通気用開口部４２、４
３が回転ディスク４４の回転につれて隔壁３１Ａ、３１
Ｂに対応する固定ディスク４６の貫通孔間部分にいた
る。給気通気用開口部４２が隔壁３１Ａに対応する固定
ディスク４６の貫通孔間部分で完全に閉塞されても（そ
の場合でも一次空気は炉体５内に供給されている）、排
気通気用開口部４３を通って排気が全ての蓄熱体部分に
流れており、一次燃焼を消火することなく連続燃焼切替
えを可能とする。また、休止している蓄熱体部分がない
ため、蓄熱体３０の全体を最も有効に利用でき、蓄熱体
に休止部分が存在するものに比べて、蓄熱体のコンパク
ト化、バーナの小型化がはかられている。

【００３２】本発明の第５実施例は、本発明の第４実施
例を通気用開口部の孔４２、４３の個数が３以上の多孔
シャッタとしたものであり、図１４、図１５に示されて
いる。図１４、図１５において、切替機構４０は、エア
シリンダ４５によって往復回動される回転ディスク４４
と、静止の固定ディスク４６とを有する。固定ディスク
４６にはたとえば円形の貫通孔４７が穿設されており、
回転ディスク４４にはたとえばほぼ四角形の給気通気用
開口部４２および排気通気用開口部４３が設けられてい
る。給気通気用開口部４２は仕切壁４１の外周側にあっ
て、個数は隔壁３１の左右のそれぞれに対して２以上で
ある。また、排気通気用開口部４３は仕切壁４１の内周
側にあって、個数は隔壁３１の左右のそれぞれに対して
２以上である。また、排気通路には給気の一部を流して
排気を誘引する排気誘引機構４９が設けられている。ま
た、回転ディスク４４はばね５１によって固定ディスク
４６に押しつけられており、シール性が高められる。

【００３３】第５実施例の作用については、図１５にお
いて、ａ位置が右給気左排気の状態であり、ｂ位置がア
イドルの状態で、ｃ位置が右排気左給気の状態である。
アイドルの状態では、給気通気用開口部４２は完全に閉
塞されるが、排気通気用開口部４３は少なくとも一部が
貫通孔４７にかかって排気できる（一次燃焼排ガス排出
のため）。回転ディスク４４の回動はａ、ｂ、ｃの順で
回動され、ｃ、ｂ、ａの順で戻される。第５実施例で
は、全ての蓄熱体分割部分が有効利用されるので、蓄熱
体３０、工業用炉１００およびバーナ１がコンパクト化
される。また、第４実施例に比べて、多孔のため、蓄熱
体３０の各部に、より均一に流れが流れ、蓄熱、放熱に
おいて局部加熱がなくなる。これによって、さらなる蓄
熱体３０の有効利用がはかれる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の工業用炉、請求項２７の蓄熱
燃焼用バーナによれば、切替機構が回転ディスクと固定
ディスクとを広い面で摺動接触させたものからなるの
で、回転ディスクと蓄熱体隔壁端面との摺動接触に比べ
てシール面積が大になり、給気から排気へのエアリーク
が抑制できる。このため給気圧力が実質的に増大し、燃
料噴射側で給気流速が上り、ＣＯ低下、ＮＯ_X 低下、火
焔距離の伸長をはかることができる。また、給気リーク
が抑制されることにより、燃料と給気との比もほぼ一定
に保て、完全燃焼に寄与できる。請求項２の工業用炉、
請求項２８の蓄熱燃焼用バーナ並びに請求項５２の工業
用炉の燃焼方法によれば、給気流速を向上できる。その
結果、ＣＯ低下、ＮＯｘ低下、火焔距離の伸長、燃焼領
域温度の平均化、燃焼領域温度の上昇、平均熱流束の増
大、高効率伝熱の実現、炉のコンパクト化、スペース効
率の向上、イニシャルコストの低減、炉壁の局所的高温
加熱の回避、炉の長寿命化、メンテナンスコストの低
減、燃焼騒音の低減がはかられる。請求項３の工業用
炉、請求項２９の蓄熱燃焼用バーナによれば、蓄熱体の
排気容積を給気容積以上としたので、蓄熱体を通る排ガ
スの流速を低減でき、熱回収効率を向上できる。請求項
４の工業用炉、請求項３０の蓄熱燃焼用バーナでは、給
気用ブロワを切替機構に直結したので設備がコンパクト
になる。請求項５の工業用炉および請求項３１の蓄熱燃
焼用バーナでは、排気吸引用ファンを切替機構に直結し
たので設備がコンパクトになるとともに、排気吸引用フ
ァンを設けたため炉内圧力を低減できる。請求項６の工
業用炉、請求項３２の蓄熱燃焼用バーナでは、給気用ブ
ロワを切替機構に直結するとともに、排気吸引用ファン
を切替機構に直結したので、設備がコンパクトになると
ともに、排気吸引用ファンを設けたため炉内圧力を低減
できる。請求項７の工業用炉、請求項３３の蓄熱燃焼用
バーナでは、給気用ブロワを切替機構に直結するととも
に、排気吸引用ファンを切替機構に直結し、給気用ブロ
ワと排気吸引用ファンを同一の駆動手段で駆動したの
で、駆動手段を別々に設ける場合に比べて設備費の低
減、設置スペースの低減をはかることができる。請求項
８の工業用炉、請求項３４の蓄熱燃焼用バーナでは、蓄
熱体を軸方向に複数の蓄熱体部分に分割して蓄熱体部分
間に隙間を設けたので、隙間の部分でガスの流れに乱流
を生成することができ、熱伝達係数を大にでき、排気か
ら蓄熱体へ、さらに蓄熱体から給気への伝熱を高めるこ
とができる。請求項９の工業用炉、請求項３５の蓄熱燃
焼用バーナによれば、切替機構の仕切壁を周方向に延ば
したため、回転ディスクの回転にかかわらず、常に、給
気通路と給気通気用開口部とを対応させ、排気通路と排
気通気用開口部とを対応させることができる。請求項１
０の工業用炉、請求項３６の蓄熱燃焼用バーナによれ
ば、回転ディスクを一方向に回転させるようにしたた
め、給排気を蓄熱体の周方向に順次切替えていくことが
できる。請求項１１の工業用炉、請求項３７の蓄熱燃焼
用バーナによれば、回転ディスクをモータで回転するの
で、一方向のみに容易に回転できる。請求項１２の工業
用炉、請求項３８の蓄熱燃焼用バーナによれば、駆動モ
ータを仕切壁より給気通路側に配置したので、排気から
の熱影響を受けないで済む。請求項１３の工業用炉、請
求項３９の蓄熱燃焼用バーナによれば、固定ディスクに
設けられた貫通孔を給排に共用したので、切替機構の可
動部分を小さくでき、ディスクの熱歪みが大となる比較
的大容量のバーナにも適用できるほか、貫通孔の径を大
きくすることができるため、給気通気用開口部と排気通
気用開口部での圧損を低減できる。請求項１４の工業用
炉および請求項４０の蓄熱燃焼用バーナでは、給気通路
と排気通路の一方を切替機構に軸方向から他方を切替機
構に軸方向と直交方向から接続したので、給気通路と排
気通路を互いから離すことができ、排気の高温の影響を
大きく受けることなく、駆動機構等の部品を切替機構に
組付けることができる。請求項１５の工業用炉および請
求項４１の蓄熱燃焼用バーナによれば、排気誘引機構を
設けたので、別のファン、ブロワ等を設けて排気を誘引
する必要がなく、装置全体からみてコンパクト化がはか
れる。請求項１６の工業用炉、請求項４２の蓄熱燃焼用
バーナによれば、蓄熱体を円筒状スリーブ内に収納する
ようにしたので、放射状の隔壁に比べて製作が容易とな
り、かつ蓄熱体の交換が容易となる。請求項１７の工業
用炉、請求項４３の蓄熱燃焼用バーナによれば、蓄熱体
を円筒状スリーブ内に収納するようにするとともに、ロ
ート状部を介して円筒状スリーブとバーナタイルの通気
孔とを接続したので、流れの通路に段部が形成されず、
流れの圧力損失を小さくすることができるとともに、通
気孔を出るときの給気の指向性を強めることができる。
請求項１８の工業用炉、請求項４４の蓄熱燃焼用バーナ
によれば、回転ディスクと固定ディスクとの間のシール
をメタルタッチシールとして、回転部にＯリングを使用
しないようにしたので、シールの信頼性が高まる。請求
項１９の工業用炉、請求項４５の蓄熱燃焼用バーナによ
れば、回転ディスクの通気用開口部も固定ディスクの貫
通孔も扇形状としたので、開口面積を大きくとることが
でき、流れの圧力損失を小さくすることができる。請求
項２０の工業用炉および請求項４６の蓄熱燃焼用バーナ
によれば、回転ディスク駆動にエアシリンダを用いるこ
とができる。請求項２１の工業用炉および請求項４７の
蓄熱燃焼用バーナによれば、回転ディスクの回転を瞬時
に行え瞬時シャッタを提供できる。請求項２２の工業用
炉および請求項４８の蓄熱燃焼用バーナによれば、蓄熱
体分割部分の全てに給、排気の流れの何れか少なくとも
一方が常に流されるので、蓄熱体の全体を有効利用で
き、実質的に蓄熱体およびバーナをコンパクト化でき
る。請求項２３の工業用炉および請求項４９の蓄熱燃焼
用バーナによれば、給気通気用開口部が絞られたときに
燃料を絞ることができ、燃料と空気の比をほぼ一定に保
てる。請求項２４の工業用炉および請求項５０の蓄熱燃
焼用バーナによれば、排気通気用開口部が完全閉塞され
ることがないので、一次燃焼排ガスを必ず排出できる。
請求項２５の工業用炉および請求項５１の蓄熱燃焼用バ
ーナによれば、多孔式シャッタとしたので、蓄熱体中の
給排気の流れを均一化でき、蓄熱体の有効利用がはかれ
る。請求項２６の工業用炉では、各種の工業用炉に本発
明が適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る工業用炉および蓄熱
燃焼用バーナの全体概略断面図である。

【図２】図１のうち工業用炉の一部および蓄熱燃焼用バ
ーナの拡大断面図である。

【図３】図２のうちタイル部の断面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】図１のうち切替機構とその近傍の拡大断面図で
ある。

【図６】図５の平面図である。

【図７】本発明の第２実施例に係る工業用炉の一部およ
び蓄熱燃焼用バーナの切替機構とその近傍の拡大断面図
である。

【図８】図７の平面図である。

【図９】本発明の第３実施例に係る工業用炉の一部およ
び蓄熱燃焼用バーナの切替機構とその近傍の拡大断面図
である。

【図１０】図９の切替機構側から見た平面図である。

【図１１】図９のバーナタイル側から見た平面図であ
る。

【図１２】本発明の第４実施例に係る工業用炉の一部お
よび蓄熱燃焼用バーナの切替機構とその近傍の拡大断面
図である。

【図１３】図１２の平面図である。

【図１４】本発明の第５実施例に係る工業用炉の一部お
よび蓄熱燃焼用バーナの切替機構とその近傍の拡大断面
図である。

【図１５】図１４の平面図である。

【図１６】本発明実施例の工業用炉とその炉内の熱流束
分布の概略図である。

【図１７】図１６の工業用炉のＣＯ、ＮＯｘ生成量と炉
温との関係を示す図である。

【図１８】従来の蓄熱燃焼用バーナをもつ工業用炉とそ
の炉内の熱流束分布の概略図である。

【符号の説明】

１ 蓄熱燃焼用バーナ ２ 給気通路 ３ 排気通路 ４ 送風手段 ５ 炉体 １０ 枠体 ２０ 燃料噴射ノズル ２１ 一次空気パイプ ２２ バーナタイル ２３ 給排気面 ２４ 突出部 ２５ 燃料開放面 ２６ 通気孔 ２６Ａ ロート状部 ２７ エアガイド溝 ３０ 蓄熱体 ３１ 隔壁 ３１Ｓ スリーブ ４０ 切替機構 ４１ 仕切壁 ４２ 給気通気用開口部 ４３ 排気通気用開口部 ４４ 回転ディスク ４５ 駆動モータまたはシリンダ ４６ 固定ディスク ４７ 貫通孔 ４８ シール ４９ 排気誘引機構 ５０ 一次空気導入口 ５１ ばね ５２ スプリング １００ 工業用炉 Ｐ１ 第１の位置 Ｐ２ 第２の位置

フロントページの続き (72)発明者 田中 良一 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内

Claims (52)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の部分に分離された蓄熱体と、 前記蓄熱体の軸方向一側に配置され、燃料噴射ノズルが
   挿入される穴と、給排が切替えられる複数の通気孔と、
   該通気孔が開口する給排気面と、を有するバーナタイル
   と、 前記蓄熱体の軸方向他側に配置され、互いに摺動可能に
   面接触された回転ディスクと固定ディスクとを有し、さ
   らに給排気の仕切壁を有し、前記固定ディスクは複数の
   貫通孔を有し、前記回転ディスクは前記回転ディスクの
   回転によって連通、遮断される複数の通気用開口部を有
   し、該通気用開口部は前記仕切壁の一側に連通する給気
   通気用開口部と前記仕切壁の他側に連通する排気通気用
   開口部を含んでいる、切替機構と、を有し、 前記蓄熱体、前記バーナタイル、前記切替機構は、互い
   に分離可能で、前記蓄熱体、前記バーナタイル、前記切
   替機構の少なくとも一つが炉体に固定されて炉体の一部
   分を構成している、工業用炉。
2. 【請求項２】 前記バーナタイルに設けられた複数の前
   記通気孔のうち前記排気通気用開口部によってカバーさ
   れる通気孔の通路断面積の和が前記給気通路用開口部に
   よってカバーされる通気孔の通路断面積の和以上となる
   ように、前記回転ディスクに設けられる前記通気用開口
   部と前記固定用ディスクに設けられる貫通孔の、形状お
   よび相対位置関係が設定されている請求項１記載の工業
   用炉。
3. 【請求項３】 複数の部分に分離された蓄熱体部分のう
   ち前記排気通路用開口部によってカバーされる蓄熱体部
   分の容積の和が前記給気通気用開口部によってカバーさ
   れる蓄熱体部分の容積の和以上となるように、前記回転
   ディスクに設けられる前記通気用開口部と前記固定用デ
   ィスクに設けられる貫通孔の、形状および相対位置関係
   が設定されている請求項１記載の工業用炉。
4. 【請求項４】 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記
   給気用通気用開口部に連通する部分に直結した請求項１
   記載の工業用炉。
5. 【請求項５】 排気用ファンを前記切替機構のうち前記
   排気用通気用開口部に連通する部分に直結した請求項１
   記載の工業用炉。
6. 【請求項６】 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記
   給気用通気用開口部に連通する部分に直結するととも
   に、排気用ファンを前記切替機構のうち前記排気用通気
   用開口部に連通する部分に直結した請求項１記載の工業
   用炉。
7. 【請求項７】 給気用ブロワを前記切替機構のうち前記
   給気用通気用開口部に連通する部分に直結するととも
   に、排気用ファンを前記切替機構のうち前記排気用通気
   用開口部に連通する部分に直結し、給気用ブロワと排気
   用ファンを同一の駆動手段で駆動せしめた請求項１記載
   の工業用炉。
8. 【請求項８】 前記蓄熱体を軸方向に複数に蓄熱体部分
   に分割するとともに蓄熱体部分間に乱流場を生成する隙
   間をもたせた請求項１記載の工業用炉。
9. 【請求項９】 前記蓄熱体を分離する隔壁を有し、該隔
   壁は放射状に延びており、前記切替機構の前記仕切壁は
   周方向に延びている請求項１記載の工業用炉。
10. 【請求項１０】 前記回転ディスクが一方向にのみ回転
    されるディスクからなる請求項１記載の工業用炉。
11. 【請求項１１】 前記回転ディスクの回転駆動手段がモ
    ータからなる請求項１記載の工業用炉。
12. 【請求項１２】 前記仕切壁の内外周のうち給気通気用
    開口部がある通路側に、前記切替機構の回転部分を回転
    させるための駆動モータを設置した請求項１記載の工業
    用炉。
13. 【請求項１３】 前記切替機構の前記回転ディスクは立
    体ディスクからなり、前記回転ディスクに形成される前
    記給気通気用開口部と前記排気通気用開口部のそれぞれ
    の固定ディスク側端部は同一円周上に設けられており、
    前記固定ディスクに設けれる貫通孔は給気と排気とに共
    用されるとともに同一円周上に配されている請求項１記
    載の工業用炉。
14. 【請求項１４】 前記切替機構の前記回転ディスクは立
    体ディスクからなり、前記回転ディスクに形成される前
    記給気通気用開口部と前記排気通気用開口部のそれぞれ
    の固定ディスク側端部は同一円周上に設けられており、
    前記給気通気用開口部に上流側から接続する給気通路と
    前記排気通気用開口部に下流側から接続する排気通路の
    うち、一方は前記切替機構に軸方向に接続しており、他
    方は前記切替機構に軸方向と直角方向に接続している請
    求項１記載の工業用炉。
15. 【請求項１５】 前記排気通気用開口部の排気流れの下
    流側に、空気を排気流れ下流側に向けて噴出する排気誘
    引機構を設けた請求項１記載の工業用炉。
16. 【請求項１６】 前記複数に分離された蓄熱体のそれぞ
    れの部分は円筒状スリーブ内に納められている請求項１
    記載の工業用炉。
17. 【請求項１７】 前記複数に分離された蓄熱体のそれぞ
    れの部分は円筒状スリーブ内に納められており、前記バ
    ーナタイルの通気孔は上流側に向って拡開するロート状
    部を有し前記通気孔は該ロート状部を介して前記円筒状
    スリーブに滑らかに接続している請求項１記載の工業用
    炉。
18. 【請求項１８】 前記回転ディスクと前記固定ディスク
    とは金属面接触によりシールされており、前記回転ディ
    スクは前記固定ディスクにスプリング付勢により押しつ
    けられている請求項１記載の工業用炉。
19. 【請求項１９】 前記回転ディスクに設けられた通気孔
    は扇形状をしており、前記固定ディスクに設けられた貫
    通孔も扇形状をしている請求項１記載の工業用炉。
20. 【請求項２０】 前記回転ディスクが往復回動されるデ
    ィスクからなる請求項１記載の工業用炉。
21. 【請求項２１】 前記回転ディスクを往復回動する駆動
    手段がエアシリンダである請求項１記載の工業用炉。
22. 【請求項２２】 前記切替機構が、第１の位置と第２の
    位置を選択的にとり前記第１の位置と前記第２の位置と
    の間に往復回動される回転ディスクを含み、前記蓄熱体
    の分割された複数の部分の一部に給気または排気が流れ
    ない部分を作ることなく前記第１の位置と前記第２の位
    置を切替えるシャッタである請求項１記載の工業用炉。
23. 【請求項２３】 前記回転ディスクの給気通気用開口部
    が前記固定ディスクの貫通孔間部位にきて給気が絞られ
    たときに燃料を絞る燃料供給量調整機構を、さらに有し
    ている請求項１記載の工業用炉。
24. 【請求項２４】 前記回転ディスクの排気通気用開口部
    は、常に、その少なくとも一部が前記固定ディスクの貫
    通孔間部位によって閉塞されない位置をとる請求項１記
    載の工業用炉。
25. 【請求項２５】 前記切替機構が３以上の通気用開口部
    を有する多孔式シャッタからなる請求項１記載の工業用
    炉。
26. 【請求項２６】 前記工業用炉が、溶解炉、焼結炉、予
    熱炉、均熱炉、鍛造炉、加熱炉、焼鈍炉、容体化炉、メ
    ッキ炉、乾燥炉、調質炉、焼入れ炉、焼もどし炉、酸化
    還元炉、焼成炉、焼付炉、焙焼炉、溶解保持炉、前炉、
    ルツボ炉、ホモジナイジング炉、エージング炉、反応
    炉、蒸留炉、取鍋乾燥予熱炉、鋳型焼成予熱炉、焼準
    炉、ロー付け炉、浸炭炉、塗装乾燥炉、保持炉、窒化
    炉、ソルトバス炉、ガラス溶解炉、発電用ボイラを含む
    ボイラ、ごみ焼却炉を含む焼却炉、給湯装置、のうちか
    ら選択された一種の炉である請求項１記載の工業用炉。
27. 【請求項２７】 複数の部分に分離された蓄熱体と、 前記蓄熱体の軸方向一側に配置され、燃料噴射ノズルが
    挿入される穴と、給排が切替えられる複数の通気孔と、
    該通気孔が開口する給排気面と、を有するバーナタイル
    と、 前記蓄熱体の軸方向他側に配置され、互いに摺動可能に
    面接触された回転ディスクと固定ディスクとを有し、さ
    らに給排気の仕切壁を有し、前記固定ディスクは複数の
    貫通孔を有し、前記回転ディスクは前記回転ディスクの
    回転によって連通、遮断される複数の通気用開口部を有
    し、該通気用開口部は前記仕切壁の一側に連通する給気
    通気用開口部と前記仕切壁の他側に連通する排気通気用
    開口部を含んでいる、切替機構と、からなる蓄熱燃焼用
    バーナ。
28. 【請求項２８】 前記バーナタイルに設けられた複数の
    前記通気孔のうち前記排気通気用開口部によってカバー
    される通気孔の通路断面積の和が前記給気通気用開口部
    によってカバーされる通気孔の通路断面積の和以上とな
    るように、前記回転ディスクに設けられる前記通気用開
    口部と前記固定用ディスクに設けられる貫通孔の、形状
    および相対位置関係が設定されている請求項２７記載の
    蓄熱燃焼用バーナ。
29. 【請求項２９】 給気用ブロワを前記切替機構のうち前
    記給気用通気用開口部に連通する部分に直結した請求項
    ２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
30. 【請求項３０】 排気用ファンを前記切替機構のうち前
    記排気用通気用開口部に連通する部分に直結した請求項
    ２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
31. 【請求項３１】 給気用ブロワを前記切替機構のうち前
    記給気用通気用開口部に連通する部分に直結するととも
    に、排気用ファンを前記切替機構のうち前記排気用通気
    用開口部に連通する部分に直結した請求項２７記載の蓄
    熱燃焼用バーナ。
32. 【請求項３２】 給気用ブロワを前記切替機構のうち前
    記給気用通気用開口部に連通する部分に直結するととも
    に、排気用ファンを前記切替機構のうち前記排気用通気
    用開口部に連通する部分に直結し、給気用ブロワと排気
    用ファンを同一の駆動手段で駆動せしめた請求項２７記
    載の蓄熱燃焼用バーナ。
33. 【請求項３３】 複数の部分に分離された蓄熱体部分の
    うち前記排気通路用開口部によってカバーされる蓄熱体
    部分の容積の和が前記給気通気用開口部によってカバー
    される蓄熱体部分の容積の和以上となるように、前記回
    転ディスクに設けられる前記通気用開口部と前記固定用
    ディスクに設けられる貫通孔の、形状および相対位置関
    係が設定されている請求項２７記載の蓄熱燃焼用バー
    ナ。
34. 【請求項３４】 前記蓄熱体を分離する隔壁を有し、該
    隔壁は放射状に延びており、前記切替機構の前記仕切壁
    は周方向に延びている請求項２７記載の蓄熱燃焼用バー
    ナ。
35. 【請求項３５】 前記蓄熱体を軸方向に複数に蓄熱体部
    分に分割するとともに蓄熱体部分間に乱流場を生成する
    隙間をもたせた請求項２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
36. 【請求項３６】 前記回転ディスクが一方向にのみ回転
    されるディスクからなる請求項２７記載の蓄熱燃焼用バ
    ーナ。
37. 【請求項３７】 前記回転ディスクの回転駆動手段がモ
    ータからなる請求項２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
38. 【請求項３８】 前記仕切壁の内外周のうち給気通気用
    開口部がある通路側に、前記切替機構の回転部分を回転
    させるための駆動モータを設置した請求項２７記載の蓄
    熱燃焼用バーナ。
39. 【請求項３９】 前記切替機構の前記回転ディスクは立
    体ディスクからなり、前記回転ディスクに形成される前
    記給気通気用開口部と前記排気通気用開口部は同一円周
    上に設けられており、前記固定ディスクに設けれる貫通
    孔は給気と排気とに共用されるとともに同一円周上に配
    されている請求項２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
40. 【請求項４０】 前記切替機構の前記回転ディスクは立
    体ディスクからなり、前記回転ディスクに形成される前
    記給気通気用開口部と前記排気通気用開口部のそれぞれ
    の固定ディスク側端部は同一円周上に設けられており、
    前記給気通気用開口部に上流側から接続する給気通路と
    前記排気通気用開口部に下流側から接続する排気通路の
    うち、一方は前記切替機構に軸方向に接続しており、他
    方は前記切替機構に軸方向と直角方向に接続している請
    求項２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
41. 【請求項４１】 前記排気通気用開口部の排気流れの下
    流側に、空気を排気流れ下流側に向けて噴出する排気誘
    引機構を設けた請求項２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
42. 【請求項４２】 前記複数に分離された蓄熱体のそれぞ
    れの部分は円筒状スリーブ内に納められている請求項２
    ７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
43. 【請求項４３】 前記複数に分離された蓄熱体のそれぞ
    れの部分は円筒状スリーブ内に納められており、前記バ
    ーナタイルの通気孔は上流側に向って拡開するロート状
    部を有し前記通気孔は該ロート状部を介して前記円筒状
    スリーブに滑らかに接続している請求項２７記載の蓄熱
    燃焼用バーナ。
44. 【請求項４４】 前記回転ディスクと前記固定ディスク
    とは金属面接触によりシールされており、前記回転ディ
    スクは前記固定ディスクにスプリング付勢により押しつ
    けられている請求項２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
45. 【請求項４５】 前記回転ディスクに設けられた通気孔
    は扇形状をしており、前記固定ディスクに設けられた貫
    通孔も扇形状をしている請求項２７記載の蓄熱燃焼用バ
    ーナ。
46. 【請求項４６】 前記回転ディスクが往復回動されるデ
    ィスクからなる請求項２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
47. 【請求項４７】 前記回転ディスクを往復回動する駆動
    手段がエアシリンダである請求項２７記載の蓄熱燃焼用
    バーナ。
48. 【請求項４８】 前記切替機構が、第１の位置と第２の
    位置を選択的にとり前記第１の位置と前記第２の位置と
    の間に往復回動される回転ディスクを含み、前記蓄熱体
    の分割された複数の部分の一部に給気または排気が流れ
    ない部分を作ることなく前記第１の位置と前記第２の位
    置を切替えるシャッタである請求項２７記載の蓄熱燃焼
    用バーナ。
49. 【請求項４９】 前記回転ディスクの給気通気用開口部
    が前記固定ディスクの貫通孔間部位にきて給気が絞られ
    たときに燃料を絞る燃料供給量調整機構を、さらに有し
    ている請求項２７記載の蓄熱燃焼用バーナ。
50. 【請求項５０】 前記回転ディスクの排気通気用開口部
    は、常に、その少なくとも一部が前記固定ディスクの貫
    通孔間部位によって閉塞されない位置をとる請求項２７
    記載の蓄熱燃焼用バーナ。
51. 【請求項５１】 前記切替機構が３以上の通気用開口部
    を有する多孔式シャッタからなる請求項２７記載の蓄熱
    燃焼用バーナ。
52. 【請求項５２】 給排気面に開口された給排が切替えら
    れる複数の通気孔のうち給気孔として働いている通気孔
    を通して炉内に給気を供給し、 前記給排気面より給気流れ方向前方で燃料と給気を混合
    し燃焼させ、 炉内排ガスを、前記複数の通気孔のうち排気孔として働
    いておりかつ通路断面積の和が前記給気孔として働いて
    いる通気孔の通路断面積の和以上の、通気孔を通して炉
    外に排出する、工程からなる工業用炉の燃焼方法。