JPH08219441A - Heat storage type burner system - Google Patents

Heat storage type burner system

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JPH08219441A
JPH08219441A JP7041408A JP4140895A JPH08219441A JP H08219441 A JPH08219441 A JP H08219441A JP 7041408 A JP7041408 A JP 7041408A JP 4140895 A JP4140895 A JP 4140895A JP H08219441 A JPH08219441 A JP H08219441A
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JP
Japan
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burner
air
combustion
heat storage
throat
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Ryoichi Tanaka
良一 田中
Mamoru Matsuo
護 松尾
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Nippon Furnace Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To constitute atmosphere in a furnace of some parts having different natures locally while obtaining complete combustion with the optimum air ratio as a whole. CONSTITUTION: A plurality of burner throats 11, 11, 11, provided with heat storage bodies 9 and the flow of exhaust gas and the flow of combustion air with respect to the heat storage bodies 9 switched relatively whereby the supply of combustion air and the discharge of exhaust gas are effected alternately through the heat storage bodies 9 to effect combustion by supplying combustion air, having a high temperature near the temperature of exhaust gas to burn and injecting flames into a furnace, are provided. Combustion air, whose amount achieves the optimum air ratio as a whole but air becomes short or air becomes excessive with respect to each burner throats 11, 11, 11, is supplied to the burner throats 11, 11, 11 to effect combustion with different air ratios with respect to each burner throats 11, 11, 11 and effect complete combustion with the optimum air ratio as a whole while forming a plurality of atmospheres Z4, Z5, Z6, Z7 having different natures, such as oxidizing property, weak oxidizing property, non-oxidizing property and the like, in the furnace locally.

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、蓄熱体に排ガスと燃焼
用空気とを交互に通して排ガス温度に近い高温の燃焼用
空気を得、これを使って燃焼させる蓄熱型バーナシステ
ムに関する。更に詳述すると、本発明は、炉内の被加熱
物に応じて、全体として完全燃焼しながら炉内雰囲気を
部分的に酸素不足領域又は酸素過剰領域に設定すること
が可能な蓄熱型バーナシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat storage type burner system in which exhaust gas and combustion air are alternately passed through a heat storage body to obtain high temperature combustion air close to the exhaust gas temperature, and the combustion air is used for combustion. More specifically, the present invention relates to a heat storage burner system capable of partially setting the atmosphere in the furnace to an oxygen-deficient region or an oxygen-excess region while completely combusting as a whole, depending on the material to be heated in the furnace. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の蓄熱型バーナシステムと
しては、例えば図10に示すように、蓄熱体が直結され
た2台で一組のバーナ103の給気系と排気系とを組み
合わせて、これらを交互に燃焼させると共に炉内での被
加熱物111の加熱に使われた後の燃焼ガスを焚かれて
いない方のバーナ103のバーナスロート105を通っ
て排出し、そのときの排ガスの熱を蓄熱器109に回収
させて次の燃焼用空気の予熱に用いるシステムが提案さ
れている。
2. Description of the Related Art As a conventional heat storage type burner system of this type, for example, as shown in FIG. 10, a set of two burners 103 directly connected to a heat storage unit is combined with an air supply system and an exhaust system. , The combustion gas after being burned alternately and used for heating the object to be heated 111 in the furnace is discharged through the burner throat 105 of the unburned burner 103, and the exhaust gas at that time is discharged. A system has been proposed in which heat is collected in the heat storage unit 109 and used for preheating the next combustion air.

【0003】この蓄熱型バーナシステム100の各バー
ナ103は、バーナタイルで形成された単一のバーナス
ロート105内へ蓄熱体109を通過して高温に予熱さ
れた燃焼用空気と燃料ノズル107から噴射される燃料
とを噴出させ、安定火炎を形成するように設けられてい
る。
Each burner 103 of this heat storage type burner system 100 is injected into a single burner throat 105 formed of burner tiles through a heat storage body 109 and combustion air preheated to a high temperature and a fuel nozzle 107. It is provided so that a stable flame is formed by ejecting the fuel to be ejected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の蓄
熱型バーナシステム100においては、単一の性状の火
炎及び燃焼ガスから成る雰囲気を1組のバーナ105,
105で交互に形成して炉101内の被加熱物111を
加熱することとなる。
Therefore, in the conventional heat storage type burner system 100, an atmosphere composed of a flame and combustion gas of a single property is used as a set of burners 105,
The objects 111 to be heated in the furnace 101 are heated alternately by forming 105.

【0005】しかしながら、炉101としては、被加熱
物111に応じて、炉内を無酸化雰囲気あるいは酸化雰
囲気若しくは弱酸化雰囲気に調整することができると都
合が良い場合がある。その一方で、公害問題を考慮する
と、適正空気比で燃料を完全燃焼させる必要がある。し
かしながら、単一の性状の火炎で炉101内の雰囲気を
形成する従来のバーナシステム100では、これらの要
請をともに高レベルで両立させること、即ち完全燃焼さ
せて尚かつ無酸化雰囲気とすることは実用上困難であっ
た。例えば、鉄鋼加熱炉などではスケールロスを少なく
するため、還元燃焼炎を利用した無酸化直接加熱とする
ことが望まれるが、還元燃焼炎を形成するため完全燃焼
できずに発煙などを引き起こす問題がある。
However, it may be convenient for the furnace 101 to be able to adjust the inside of the furnace to a non-oxidizing atmosphere, an oxidizing atmosphere, or a weakly oxidizing atmosphere according to the object 111 to be heated. On the other hand, considering the pollution problem, it is necessary to completely burn the fuel at an appropriate air ratio. However, in the conventional burner system 100 in which the atmosphere in the furnace 101 is formed by a flame having a single property, it is not possible to satisfy both of these requirements at a high level, that is, to completely burn the atmosphere to obtain an unoxidized atmosphere. It was practically difficult. For example, in an iron and steel heating furnace or the like, in order to reduce scale loss, it is desirable to use non-oxidizing direct heating using a reducing combustion flame, but there is a problem that it cannot complete combustion because it forms a reducing combustion flame and causes smoke and the like. is there.

【0006】本発明は、全体としては適正空気比による
完全燃焼を可能とし、部分的無酸化炉内雰囲気や酸化炉
内雰囲気を形成できる蓄熱型バーナシステムを提供する
ことを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a regenerative burner system capable of completely combusting with an appropriate air ratio as a whole and forming an atmosphere in a partially non-oxidizing furnace or an atmosphere in an oxidizing furnace.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の蓄熱型バーナシステムは、蓄熱体を備えこ
の蓄熱体に対する排ガス及び燃焼用空気の流れを相対的
に切り替えることによって蓄熱体を通して燃焼用空気の
供給と排ガスの排出とを交互に行い排ガスの温度に近い
高温の燃焼用空気を供給して燃焼させ炉内に火炎を噴出
させる複数のバーナスロートを設け、各バーナスロート
毎には空気不足あるいは空気過剰の空気比となり全体と
しては適正空気比となる量の燃焼用空気をバーナスロー
トに供給し、各バーナスロートごとに異なる空気比で燃
焼させ、炉内に酸化性、弱酸化性あるいは無酸化性など
といった性状の異なる複数の雰囲気を部分的に形成しつ
つ全体としては適正空気比で完全燃焼するようにしてい
る。
In order to achieve the above object, a heat storage type burner system of the present invention is provided with a heat storage body, and through which the flow of exhaust gas and combustion air relative to the heat storage body is relatively switched, the heat storage body is passed through the heat storage body. Providing multiple burner throats for alternately supplying combustion air and exhausting exhaust gas and supplying high-temperature combustion air close to the temperature of the exhaust gas for combustion to eject flames into the furnace, and for each burner throat The combustion air is supplied to the burner throat in an amount such that the air ratio becomes insufficient or excessive and the air ratio becomes appropriate as a whole, and each burner throat is burned at a different air ratio to oxidize or weakly oxidize in the furnace. Alternatively, a plurality of atmospheres having different properties such as non-oxidizing properties are partially formed, and the complete combustion is performed at an appropriate air ratio as a whole.

【0008】ここで、複数の各バーナスロートは、請求
項2の発明のように複数のバーナスロートに単一の空気
供給系を接続して、全体としては適正空気比となる量の
燃焼用空気を各バーナスロートに分配して供給し、各バ
ーナスロート毎に異なる空気比としても良いし、あるい
は請求項7の発明のように各々独立した空気供給系を有
する複数のバーナシステムによって複数のバーナスロー
トが形成され、各バーナに供給される燃焼用空気の総量
と燃料の総量とが適正空気比となる範囲で、各バーナ毎
に異なる空気比としても良い。
Here, as for each of the plurality of burner throats, a single air supply system is connected to the plurality of burner throats as in the second aspect of the invention, and the combustion air in an amount that provides an appropriate air ratio as a whole. May be distributed to each burner throat and supplied, and different air ratios may be provided for each burner throat, or a plurality of burner throats may be provided by a plurality of burner systems each having an independent air supply system as in the invention of claim 7. May be formed, and the air ratio may be different for each burner within a range in which the total amount of combustion air and the total amount of fuel supplied to each burner have an appropriate air ratio.

【0009】また、請求項2の発明において、各バーナ
スロート毎に異なる空気比を設定する手段としては、例
えば各バーナスロート毎に噴射される燃料量を一定にし
て各バーナスロートごとに異なる量の燃焼用空気が分配
されること、あるいは各バーナスロート毎に独立して制
御可能な空気量調整手段を備え、各バーナスロートの通
路面積を互いに異なる値に設定して当該バーナスロート
内を流れる燃焼用空気の量を制御すること、若しくは各
バーナスロート毎に分配される空気量を一定にして各バ
ーナスロート毎の燃料噴射ノズルから噴射される燃料の
量を互いに異なる値に設定すること、更には各バーナス
ロートに供給される燃料と燃焼用空気がそれぞれ各バー
ナスロート毎に制御されて各バーナスロート毎に異なる
空気比に設定可能とされていることが望ましい。更に、
より好ましくは、本発明の蓄熱型バーナシステムは、各
バーナスロート内の燃焼用空気の流速を調整可能である
ことが望ましい。
In the second aspect of the present invention, as means for setting different air ratios for each burner throat, for example, a fixed amount of fuel is injected for each burner throat and a different amount is set for each burner throat. Combustion air is distributed, or each burner throat is equipped with an independently controllable air amount adjusting means, and the passage areas of the burner throats are set to different values for combustion in the burner throat. Controlling the amount of air, or setting the amount of air distributed to each burner throat constant and setting the amount of fuel injected from the fuel injection nozzles for each burner throat to different values, and The fuel and combustion air supplied to the burner throat are controlled for each burner throat, and different air ratios can be set for each burner throat. It is desirable to have been. Furthermore,
More preferably, the regenerative burner system of the present invention is capable of adjusting the flow rate of the combustion air in each burner throat.

【0010】また、請求項8の蓄熱型バーナシステム
は、空気過剰燃焼と空気不足燃焼となるバーナスロート
を各々設け、被加熱物の周りではいずれか一方の雰囲気
を形成して、更にその周りで全体として均一な空気比と
なったときにアフターバーニングを起こし、そのふく射
熱のみを被加熱物に与えるようにしている。
Further, the heat storage type burner system according to claim 8 is provided with burner throats for excess air combustion and insufficient air combustion, respectively, to form either atmosphere around the object to be heated and further around it. Afterburning occurs when the air ratio becomes uniform as a whole, and only the radiant heat is applied to the object to be heated.

【0011】また、請求項9の蓄熱型バーナシステム
は、各バーナスロートから噴出させる火炎及び燃焼ガス
によって形成される雰囲気が炉内の被加熱物から離れた
所で交差するように各バーナスロートの噴射軸を交差さ
せて設置し、被加熱物から離れた処でアフターバーニン
グゾーンを形成して完全燃焼させるようにしている。
Further, in the heat storage type burner system of claim 9, the atmosphere formed by the flame and the combustion gas ejected from each burner throat intersects the burner throat so that the atmosphere intersects with the object to be heated in the furnace. The injection axes are installed so as to intersect with each other, and an afterburning zone is formed at a position away from the object to be heated so that complete combustion is achieved.

【0012】また、請求項10の蓄熱型バーナシステム
は、各バーナスロートに分配される燃焼用空気の噴射速
度を各バーナスロート毎に調整可能としている。
Further, in the heat storage type burner system according to the tenth aspect, the injection speed of the combustion air distributed to each burner throat can be adjusted for each burner throat.

【0013】また、請求項11の蓄熱型バーナシステム
は、全体として適正空気比の燃焼用空気を複数のバーナ
スロートに分配して1つのバーナで空気過剰燃焼と空気
不足燃焼とを形成する蓄熱型バーナシステムと、空気過
剰で燃焼させる蓄熱型バーナシステムと、空気不足で燃
焼させる蓄熱型バーナシステムとをそれぞれ少なくとも
1組以上組み合わせるようにしている。
Further, the heat storage type burner system according to claim 11 is a heat storage type in which combustion air having an appropriate air ratio as a whole is distributed to a plurality of burner throats to form excess air combustion and insufficient air combustion by one burner. At least one set of each of the burner system, the heat storage type burner system that burns with excess air, and the heat storage type burner system that burns with insufficient air is combined.

【0014】更に、請求項12の蓄熱型バーナシステム
は、バーナを対にして該バーナを短時間に交互に交換燃
焼させるようにしている。
Further, in the heat storage type burner system according to the twelfth aspect, the burners are paired so that the burners are alternately exchanged and burned in a short time.

【0015】[0015]

【作用】したがって、請求項1の蓄熱型バーナシステム
の場合、蓄熱体を通過することによって高温に予熱され
た燃焼用空気は、複数のバーナスロートに分配され全体
しては適正空気比であるが各バーナスロート毎には異な
る空気比に設定される。そこで、各バーナスロート毎に
異なる空気比で燃焼した火炎が炉内へ噴射される。そし
て、空気比に応じて酸素不足の無酸化雰囲気や酸素過剰
の酸化雰囲気が炉内に各々形成される濃淡燃焼を起こ
す。このとき、炉内排ガス温度に近い高温に予熱された
燃焼用空気を用いて燃焼するため、反応速度の増大や可
燃限界の大幅な拡大が燃焼の安定化に大きく寄与すると
期待され、通常燃焼であれば種々の困難が生じる可能性
の高い極端なレベルでの希薄燃焼や過濃燃焼であっても
容易に実現できる。更に、炉内では無酸化雰囲気の周り
の酸化雰囲気と接触する部分でアフターバーニングを起
こし、全体として適正空気比の完全燃焼を起こす。そし
て、アフターバーニングで生じた熱だけがふく射によっ
て被加熱物に与えられ、燃焼ガスは他の燃焼ガスともど
も炉外へ蓄熱体を通って排出される。そして、蓄熱体で
は排ガスの熱が回収され、燃焼用空気の予熱に備えられ
る。
Therefore, in the case of the heat storage type burner system according to the first aspect, the combustion air preheated to a high temperature by passing through the heat storage body is distributed to the plurality of burner throats and has a proper air ratio as a whole. Different air ratios are set for each burner throat. Therefore, flames burned at different air ratios for each burner throat are injected into the furnace. Then, depending on the air ratio, an oxygen-deficient non-oxidizing atmosphere or an oxygen-excessing oxidizing atmosphere causes the light and dark combustion formed in the furnace. At this time, since combustion is performed using combustion air preheated to a temperature close to the exhaust gas temperature in the furnace, it is expected that an increase in reaction rate and a significant increase in flammability limit will greatly contribute to stabilization of combustion. If so, even lean combustion or rich combustion at an extreme level where various difficulties are likely to occur can be easily realized. Further, in the furnace, afterburning occurs in a portion in contact with the oxidizing atmosphere around the non-oxidizing atmosphere, and complete combustion with an appropriate air ratio occurs as a whole. Then, only the heat generated by the afterburning is given to the object to be heated by radiation, and the combustion gas is discharged to the outside of the furnace through the heat storage body together with other combustion gases. Then, the heat of the exhaust gas is recovered in the heat storage body and is prepared for preheating the combustion air.

【0016】ここで、請求項2の発明の場合、1つの空
気供給系から供給される高温の予熱された燃焼用空気を
各バーナスロートに分配するようにしているので、1箇
所で供給空気量の制御を行うだけで各バーナスロート毎
に異なる空気比に設定しても全体としては適正空気比を
維持できる。
In the case of the second aspect of the present invention, the high-temperature preheated combustion air supplied from one air supply system is distributed to the burner throats. Even if the air ratio is set to be different for each burner throat, the proper air ratio can be maintained as a whole by simply performing the above control.

【0017】そして、請求項3の発明では、各バーナス
ロートに分配される燃焼用空気の流量の割合を決定する
だけで、決定された割合の値に応じて各バーナスロート
毎に異なる空気比が設定される。
According to the third aspect of the present invention, only by determining the ratio of the flow rate of the combustion air distributed to each burner throat, the air ratio different for each burner throat can be determined according to the value of the determined ratio. Is set.

【0018】また請求項4の発明では、バーナスロート
毎に流路面積を調整でき、空気過剰燃焼あるいは空気不
足燃焼を起こすバーナスロートを自由に切り替えること
ができる。
According to the fourth aspect of the invention, the flow passage area can be adjusted for each burner throat, and the burner throat that causes excess air combustion or insufficient air combustion can be freely switched.

【0019】また請求項5の発明では、各バーナスロー
トに分配される燃焼用空気の量は一定で、バーナスロー
ト内に噴射される燃料量を変化させるだけで、全体とし
ての空気比を適正に保ったまま各バーナスロート毎に空
気比を自由に設定できる。
Further, in the invention of claim 5, the amount of combustion air distributed to each burner throat is constant, and the air ratio as a whole is properly adjusted only by changing the amount of fuel injected into the burner throat. The air ratio can be freely set for each burner throat while maintaining it.

【0020】また請求項6の発明では、各バーナスロー
ト毎に分配される燃焼用空気の量と燃料の量とを制御す
ることによって、より安定な状態で所望の空気比の燃焼
を実現できる。
According to the sixth aspect of the invention, by controlling the amount of combustion air and the amount of fuel distributed for each burner throat, combustion with a desired air ratio can be realized in a more stable state.

【0021】また、請求項7の発明では、互いに独立し
た複数のバーナ毎に燃焼量制御が行われ、場合によって
は一部のバーナだけを作動させ得る。
Further, in the invention of claim 7, the combustion amount control is performed for each of a plurality of burners independent of each other, and only some burners can be operated depending on the case.

【0022】また、請求項8の発明では、被加熱物を無
酸化雰囲気あるいは酸化雰囲気のいずれかで被うことが
できると共に、その雰囲気のまわりで起こる完全燃焼に
よる熱をふく射で被加熱物に与えるため加熱効率を落と
さずに特定雰囲気下での加熱を実現できる。
Further, according to the invention of claim 8, the object to be heated can be covered with either the non-oxidizing atmosphere or the oxidizing atmosphere, and the object to be heated is radiated with the heat due to the complete combustion occurring around the atmosphere. Since it is given, heating in a specific atmosphere can be realized without lowering heating efficiency.

【0023】また、請求項9の発明では、空気不足の燃
焼によって形成された雰囲気と空気過剰の燃焼によって
形成された雰囲気とが確実に炉内で混じり合ってアフタ
ーバーニングを起こさせる。しかも、それは、被加熱物
を覆う雰囲気の外あるいはその周辺で起こり、被加熱物
の周りの雰囲気成分を変えることがない。
Further, in the invention of claim 9, the atmosphere formed by the combustion with insufficient air and the atmosphere formed by the combustion with excessive air are surely mixed in the furnace to cause afterburning. Moreover, it occurs outside or around the atmosphere that covers the object to be heated and does not change the atmospheric components around the object to be heated.

【0024】また、請求項10の発明では、各空気比制
御手段が各バーナスロート内の燃焼用空気の流速を変化
させると、この流速の変化に応じてバーナスロート内に
発生する火炎の勢いが変化し、アフターバーニングゾー
ンを炉内で移動させることができる。
According to the tenth aspect of the invention, when each air ratio control means changes the flow velocity of the combustion air in each burner throat, the momentum of the flame generated in the burner throat according to the change in the flow velocity is increased. It can be changed and the afterburning zone can be moved within the furnace.

【0025】更に、請求項11の発明では、個々のバー
ナシステム毎に燃焼を制御すれば足りるので、燃焼制御
が容易である。
Further, according to the invention of claim 11, it is sufficient to control the combustion for each individual burner system, so that the combustion control is easy.

【0026】更に、請求項12の発明では、一対のバー
ナが交互に燃焼することによって炉内非定在火炎が形成
され、被加熱物がより均一に加熱される。
Further, in the twelfth aspect of the present invention, the pair of burners alternately burn to form a non-reacting flame in the furnace, and the object to be heated is heated more uniformly.

【0027】[0027]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of the present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.

【0028】図1及び図2に本発明の蓄熱型バーナシス
テムの一実施例を示す。このバーナシステム1は、それ
ぞれ蓄熱体9を有し交互に燃焼する一対のバーナ3,3
を流路切替手段21を介して空気供給系17あるいは排
気系25に選択的に接続して、一方のバーナ3を燃焼さ
せている間に他方のバーナ3から被加熱物57の加熱に
使った後の燃焼ガスを排気させるようにして成る。各バ
ーナ3,3は、例えば炉7の両側壁に互いに向き合って
据え付けられており、交互に作動する。なお、各バーナ
3,3は必ずしも対向させて炉7の両側壁に別々に配置
する必要はなく、例えば炉7の一方の壁に並べて配置し
ても良い。
1 and 2 show an embodiment of the heat storage type burner system of the present invention. This burner system 1 has a pair of burners 3, 3 each having a heat storage body 9 and burning alternately.
Was selectively connected to the air supply system 17 or the exhaust system 25 via the flow path switching means 21, and was used to heat the object 57 to be heated from the other burner 3 while burning one burner 3. The combustion gas afterward is exhausted. The burners 3 and 3 are installed facing each other, for example, on both side walls of the furnace 7, and operate alternately. The burners 3 and 3 do not necessarily have to be opposed to each other and are separately arranged on both side walls of the furnace 7. For example, they may be arranged side by side on one wall of the furnace 7.

【0029】蓄熱体9は、例えば、比較的圧力損失が低
い割りに熱容量が大きく、かつ耐久性の高い材料(例え
ば、ファインセラミックス)をハニカム形状の筒形に成
形したものが採用され、バーナボディあるいはこれと別
体のケーシングなどに収められてバーナ3に組み込まれ
ている。この蓄熱体9は、通過する排ガスとの間で熱交
換を行い廃熱を回収すると共に回収した熱で燃焼用空気
を予熱する。各バーナ3の蓄熱体9,9は、ダクト1
5,15を介して四方弁21のポート21a,21bに
接続されている。また、四方弁21の他のポート21
c,21dには、空気供給系17のダクト23及び排気
系のダクト25がそれぞれ接続されている。したがっ
て、この四方弁21を切り替えることで、各バーナ3,
3並びに蓄熱体9,9のうち何れか一方は空気供給系1
7に、何れか他方は排気系にそれぞれ選択的に接続され
る。
As the heat storage body 9, for example, a material having a large heat capacity and a high durability (for example, fine ceramics), which is relatively low in pressure loss, is formed into a honeycomb-shaped tubular shape, and the burner body is used. Alternatively, it is incorporated in the burner 3 by being housed in a casing or the like separate from this. The heat storage body 9 exchanges heat with the passing exhaust gas to recover the waste heat and preheats the combustion air with the recovered heat. The regenerator 9, 9 of each burner 3 is the duct 1
It is connected to the ports 21a and 21b of the four-way valve 21 via 5 and 15. In addition, the other port 21 of the four-way valve 21
The duct 23 of the air supply system 17 and the duct 25 of the exhaust system are connected to c and 21d, respectively. Therefore, by switching the four-way valve 21, each burner 3,
One of the three and the heat storage bodies 9, 9 is an air supply system 1
7, the other one is selectively connected to the exhaust system.

【0030】各バーナ3,3には、複数本例えば3本の
バーナスロート11,11,11が設けられている。各
バーナスロート11,11,11は、蓄熱体9付近で1
本となるように先端側が分岐して並列的に延び、炉7内
にそれぞれ開口するように設けられている。各バーナス
ロート11,11,11は、互いに同一の通路面積に設
定されている。したがって、各バーナスロート11,1
1,11に対して、単一の空気供給系17からは、互い
に同量の燃焼用空気が供給される。
Each burner 3, 3 is provided with a plurality of burner throats 11, 11, 11, for example. Each burner throat 11, 11, 11 is located near the heat storage body 9
The tip ends are branched so as to form a book, extend in parallel, and are provided so as to open in the furnace 7, respectively. The burner throats 11, 11, 11 are set to have the same passage area. Therefore, each burner throat 11,1
A single air supply system 17 supplies the same amount of combustion air to each of 1 and 11.

【0031】また、各バーナスロート11,11,11
毎に、このバーナスロート11内に向けて燃料を噴射す
る燃料ノズル13,13,13が取り付けられている。
一方の炉壁に設けられたバーナ3の各燃料ノズル13は
燃料パイプ27を介して、他方の炉壁に設けられたバー
ナ3の各燃料ノズル13,13,13は燃料パイプ29
を介して、それぞれ燃料供給系31に接続されている。
各燃料パイプ27,29の途中には、制御弁33,35
がそれぞれ設けられている。各制御弁33,35は、四
方弁21の切替に連動して交互に開閉し、燃焼用空気が
供給される側のバーナ3の各バーナスロート11,1
1,11の燃料ノズル13,13,13からのみ噴射さ
れる。そして、噴射された燃料は、各バーナスロート1
1,11,11内を流れる燃焼用空気と混合され、炉7
内に噴出されて燃焼する。
Further, each burner throat 11, 11, 11
Fuel nozzles 13, 13, 13 for injecting fuel toward the inside of the burner throat 11 are attached to each of them.
Each fuel nozzle 13 of the burner 3 provided on one furnace wall is connected via a fuel pipe 27, and each fuel nozzle 13, 13, 13 of the burner 3 provided on the other furnace wall is connected to a fuel pipe 29.
Are respectively connected to the fuel supply system 31 via.
Control valves 33, 35 are provided in the middle of the fuel pipes 27, 29.
Are provided respectively. The control valves 33 and 35 are alternately opened and closed in conjunction with the switching of the four-way valve 21, and the burner throats 11 and 1 of the burner 3 on the side to which the combustion air is supplied.
It is injected only from the 1, 11 fuel nozzles 13, 13, 13. Then, the injected fuel is used for each burner throat 1
1, 11 and 11 are mixed with combustion air flowing in the furnace 7
It is jetted out and burned.

【0032】一方、各バーナスロート11,11,11
には、図示していないが各燃料ノズル13,13,13
から噴射される燃料に着火可能な位置にパイロットバー
ナが取り付けられている。
On the other hand, each burner throat 11, 11, 11
Although not shown, each fuel nozzle 13, 13, 13
A pilot burner is installed at a position where fuel injected from the vehicle can be ignited.

【0033】空気供給系17と燃料供給系31は、全体
として適正空気比となる量の燃焼用空気、燃料を各バー
ナ3に供給し、バーナ3全体としては完全燃焼する適正
空気比に設定されている。一方、各バーナスロート1
1,11,11には空気比制御機構5,5,5がそれぞ
れ設けられ、各バーナスロート11,11,11毎に異
なる空気比に設定される。
The air supply system 17 and the fuel supply system 31 supply combustion air and fuel in an amount that provides a proper air ratio as a whole to each burner 3, and the burner 3 as a whole is set to a proper air ratio for complete combustion. ing. On the other hand, each burner throat 1
Air ratio control mechanisms 5, 5 and 5 are respectively provided to 1, 11 and 11, and the burner throats 11, 11 and 11 are set to different air ratios.

【0034】空気比制御機構5は、例えば図2に詳しく
示すように、バーナスロート11内に挿入されて燃焼用
空気の流量を調整する流量調節板37、調節板駆動手段
39及び制御スイッチ手段41等より構成されている。
各流量調節板37は各バーナスロート11の所定位置に
開口された各スリット43に対向して配置され、図示し
ない支持機構により長手方向にスライド可能に支持され
ている。各流量調節板37のスライド量は、例えば図示
しないストッパにより制限される。したがって、各流量
調節板37は、図中実線で示すように、ハウジング45
内に完全に退いた状態から、図中2点鎖線で示す所定位
置にまでバーナスロート11内に突出することができ
る。この突出量は駆動手段39の制御によって任意に設
定される。バーナスロート11の流路面積は、流量調節
板37の突出量に応じて変化する。また、流量調節板3
7の基端側半部には、ラック47が設けられている。な
お、スリット43と流量調節板37との間は、シール部
材49が配置されて気密にシールされている。
As shown in detail in FIG. 2, the air ratio control mechanism 5 is inserted into the burner throat 11 to adjust the flow rate of combustion air, a flow rate adjusting plate 37, an adjusting plate driving means 39 and a control switch means 41. Etc.
Each flow rate adjusting plate 37 is disposed so as to face each slit 43 opened at a predetermined position of each burner throat 11, and is supported by a support mechanism (not shown) so as to be slidable in the longitudinal direction. The sliding amount of each flow rate adjusting plate 37 is limited by, for example, a stopper (not shown). Therefore, as shown by the solid line in the figure, each of the flow rate adjusting plates 37 has a housing 45.
It is possible to project from the completely retracted state into the burner throat 11 to a predetermined position indicated by a two-dot chain line in the figure. The amount of protrusion is arbitrarily set by the control of the driving unit 39. The flow passage area of the burner throat 11 changes according to the amount of protrusion of the flow rate adjusting plate 37. In addition, the flow rate adjusting plate 3
A rack 47 is provided in the half of the base end side of 7. A seal member 49 is arranged between the slit 43 and the flow rate adjusting plate 37 to hermetically seal it.

【0035】調節板駆動手段39は、例えば、ピニオン
51、ウォームギヤ53及びステッピングモータ55等
より構成され、バーナスロート11に固定されたハウジ
ング45内に収容されている。ピニオン51は、ハウジ
ング45に回転自在に取り付けられており、流量調節板
37のラック47に噛み合っている。また、ウォームギ
ヤ53は、ステッピングモータ55の出力軸55aに相
対回転不能に嵌め込まれ、ピニオン51に噛み合ってい
る。したがって、ステッピングモータ55の出力軸55
aが一方向に回転した場合、この回転がウォームギヤ5
3及びピニオン51を介してラック47に伝達され、流
量調節板37がバーナスロート11内に繰り出される。
一方、ステッピングモータ55の出力軸55aが他方向
に回転した場合、ウォームギヤ53及びピニオン51が
上述の場合と逆方向に回転して流量調節板37をバーナ
スロート11内からハウジング45内に引き込む。
The adjusting plate driving means 39 is composed of, for example, a pinion 51, a worm gear 53, a stepping motor 55, etc., and is housed in a housing 45 fixed to the burner throat 11. The pinion 51 is rotatably attached to the housing 45 and meshes with the rack 47 of the flow rate adjusting plate 37. The worm gear 53 is fitted into the output shaft 55a of the stepping motor 55 so as not to rotate relative to it, and meshes with the pinion 51. Therefore, the output shaft 55 of the stepping motor 55
When a rotates in one direction, this rotation causes worm gear 5
3 and the pinion 51 to the rack 47, and the flow rate adjusting plate 37 is fed into the burner throat 11.
On the other hand, when the output shaft 55a of the stepping motor 55 rotates in the other direction, the worm gear 53 and the pinion 51 rotate in the opposite direction to the above case to draw the flow rate adjusting plate 37 into the housing 45 from the burner throat 11.

【0036】制御スイッチ手段41は、各ステッピング
モータ55に電気的に接続されており、これらのステッ
ピングモータ55を別々に作動させることができる。つ
まり、作業者が制御スイッチ手段41を操作すると、こ
の操作に応じた制御信号が任意のステッピングモータ5
5に出力される。そして、制御信号を受けたステッピン
グモータ55は、この制御信号に応じて出力軸55aを
所望の方向に所望の回転数だけ回転させる。
The control switch means 41 is electrically connected to each stepping motor 55, and these stepping motors 55 can be operated separately. That is, when the operator operates the control switch means 41, a control signal corresponding to this operation causes an arbitrary stepping motor 5
5 is output. Then, the stepping motor 55 receiving the control signal rotates the output shaft 55a in a desired direction by a desired number of revolutions in response to the control signal.

【0037】なお、本実施例においては、ピニオン5
1、ウォームギヤ53及びステッピングモータ55を備
えて調節板駆動手段39を構成したがこれに限るもので
はなく、調節板駆動手段39としては、別構造の回転力
伝達機構を介してステッピングモータ55の回転をラッ
ク47に伝達する構成としても良く、また、これとは別
に、例えば空気供給系17で発生した圧力を駆動源とし
て流量調節板37をスライドさせる構成としても良い。
In this embodiment, the pinion 5
1, the adjusting plate driving means 39 is configured to include the worm gear 53 and the stepping motor 55. However, the adjusting plate driving means 39 is not limited to this, and the adjusting plate driving means 39 may rotate the stepping motor 55 via a rotational force transmission mechanism having a different structure. May be transmitted to the rack 47. Alternatively, for example, the flow rate adjusting plate 37 may be slid using the pressure generated in the air supply system 17 as a drive source.

【0038】また、本実施例においては、各ステッピン
グモータ55に電気的に接続された制御スイッチ手段4
1を備えて空気比制御機構5を構成したがこれに限るも
のはなく、制御スイッチ手段41に代えて、マイクロコ
ンピュータ制御で各ステッピングモータ55を別々に自
動的に操作する構成としても良い。
In the present embodiment, the control switch means 4 electrically connected to each stepping motor 55.
Although the air ratio control mechanism 5 is configured by including 1, the invention is not limited to this, and instead of the control switch means 41, each stepping motor 55 may be automatically operated separately by microcomputer control.

【0039】このバーナシステム1では、空気比制御機
構5が以下のように作動し、炉7内に酸素不足領域と酸
素過剰領域とを発生させる。
In this burner system 1, the air ratio control mechanism 5 operates as follows to generate an oxygen deficient region and an oxygen excess region in the furnace 7.

【0040】調節板駆動手段39を作動させるべく制御
スイッチ手段41を操作すると、この制御スイッチ手段
41から当該調節板駆動手段39のステッピングモータ
55に制御信号が供給される。この制御信号を受けたス
テッピングモータ55は、出力軸55aを一方向に所定
の回転数だけ回転させ、流量調節板37をバーナスロー
ト11内に所定量だけ突出させる。したがって、その分
だけバーナスロート11の通路面積が減少し、その開口
比に応じて蓄熱体9を経て供給される燃焼用空気の分配
量が変化する。ここで、燃料ノズル13からは、燃焼用
空気の流量とは無関係に全体の燃焼用空気量に応じた一
定量の燃料が等分に分配されて噴射される。流量調節板
37のバーナスロート11内への突出量は、ステッピン
グモータ55の回転数を制御することで、任意の値に設
定できる。したがって、空気比は、制御スイッチ手段4
1の操作でバーナスロート毎に任意に調整される。この
ため、バーナスロート11毎に、酸素不足の状態で燃焼
して無酸化性雰囲気を形成したり、また酸素過剰状態で
燃焼して弱酸化性雰囲気あいるは酸化性雰囲気を形成す
る。
When the control switch means 41 is operated to operate the adjusting plate drive means 39, a control signal is supplied from the control switch means 41 to the stepping motor 55 of the adjusting plate drive means 39. Receiving this control signal, the stepping motor 55 rotates the output shaft 55a in one direction by a predetermined number of rotations, and causes the flow rate adjusting plate 37 to project into the burner throat 11 by a predetermined amount. Therefore, the passage area of the burner throat 11 is reduced by that amount, and the distribution amount of the combustion air supplied through the heat storage body 9 is changed according to the opening ratio. Here, from the fuel nozzle 13, a fixed amount of fuel corresponding to the total amount of combustion air is equally divided and injected regardless of the flow rate of the combustion air. The amount of protrusion of the flow rate adjusting plate 37 into the burner throat 11 can be set to an arbitrary value by controlling the rotation speed of the stepping motor 55. Therefore, the air ratio is determined by the control switch means 4
With the operation of 1, the burner throat is adjusted arbitrarily. Therefore, for each burner throat 11, combustion is performed in an oxygen-deficient state to form a non-oxidizing atmosphere, or combustion is performed in an oxygen-excess state to form a weakly oxidizing atmosphere or an oxidizing atmosphere.

【0041】次に、作業者が炉7内の被加熱物57の種
類及び位置等に応じて炉内雰囲気を制御する場合を説明
する。例えば、炉7内の中央に置かれた被加熱物例えば
鉄鋼57を加熱する場合について説明する。この場合に
は、酸素不足の無酸化雰囲気で鉄鋼57を包むことがそ
の酸化を抑制する上で好ましい。
Next, the case where the operator controls the atmosphere in the furnace according to the type and position of the object to be heated 57 in the furnace 7 will be described. For example, a case of heating an object to be heated placed in the center of the furnace 7, for example, steel 57, will be described. In this case, it is preferable to wrap the steel 57 in an oxygen-deficient non-oxidizing atmosphere in order to suppress the oxidation.

【0042】そこで、作業者が制御スイッチ手段41を
操作して、鉄鋼57に対向するバーナスロート11、即
ち3本のうちの中央に位置するバーナスロート11の流
量調節板37を突出させて、このバーナスロート11内
に分配される燃焼用空気を減少させ、その分を両隣りの
他のバーナスロート11,11へ流す。これにより、中
央のバーナスロート11から噴出される火炎及び燃焼ガ
スによって形成される雰囲気Z4は酸素不足状態とな
り、鉄鋼57を無酸化性雰囲気の中で加熱し、その酸化
を抑制する。一方、外側の残りの2本のバーナスロート
11から噴出される火炎及び燃焼ガスによって形成され
る雰囲気Z5,Z6は、それぞれ酸素過剰状態となる。
このため、各燃焼は適正空気比の場合より火炎温度が低
くなる濃淡燃焼となりNOxの発生が抑制される。
Then, the operator operates the control switch means 41 to cause the burner throat 11 facing the steel 57, that is, the flow rate adjusting plate 37 of the burner throat 11 located at the center of the three, to protrude, and The combustion air distributed in the burner throat 11 is reduced, and the amount thereof is flowed to the other burner throats 11, 11 on both sides. As a result, the atmosphere Z4 formed by the flame and the combustion gas ejected from the central burner throat 11 is in an oxygen-deficient state, and the steel 57 is heated in the non-oxidizing atmosphere to suppress its oxidation. On the other hand, the atmospheres Z5 and Z6 formed by the flame and the combustion gas ejected from the remaining two burner throats 11 on the outer side are in an oxygen excess state.
For this reason, each combustion is a rich / lean combustion in which the flame temperature is lower than that in the case of the proper air ratio, and the generation of NOx is suppressed.

【0043】ここで、上述したように、バーナ3全体と
して供給される燃焼用空気量と燃料量とは、適正空気比
に設定されている。したがって、無酸化性雰囲気Z4と
酸化性雰囲気Z5,Z6とが混じわる領域Z7において
無酸化性雰囲気Z4の燃焼ガス中に残る未燃燃料が無酸
化性雰囲気Z4の周りで接触する酸化性雰囲気中の残存
酸素と反応してアフターバーニング起こし完全燃焼す
る。そして、被加熱物57の周りの雰囲気を乱さずに、
完全燃焼の際の燃焼熱がふく射によって被加熱物たる鉄
鋼57へ与えられる。即ち、バーナ3全体で考えると炉
7内では濃淡燃焼が実施され、上述の各燃焼は比較的低
温で進行するので、特にサーマルNOxの発生が抑制さ
れる。
Here, as described above, the amount of combustion air and the amount of fuel supplied as the entire burner 3 are set to an appropriate air ratio. Therefore, in the region Z7 where the non-oxidizing atmosphere Z4 and the oxidizing atmospheres Z5 and Z6 are mixed, in the oxidizing atmosphere in which the unburned fuel remaining in the combustion gas of the non-oxidizing atmosphere Z4 contacts around the non-oxidizing atmosphere Z4. Reacts with residual oxygen in the after-burning to cause complete combustion. Then, without disturbing the atmosphere around the object 57 to be heated,
The heat of combustion at the time of complete combustion is given to the steel 57 which is the object to be heated by the radiation. That is, considering the burner 3 as a whole, the rich and lean combustion is performed in the furnace 7, and each of the above-described combustions proceeds at a relatively low temperature, so that the generation of thermal NOx is particularly suppressed.

【0044】また、被加熱物57として、例えばタイル
を焼く場合について説明する。この場合には、酸素過剰
の雰囲気中でタイル57を焼き、その発色を良好なもの
にすることが望まれる。
Further, as the object to be heated 57, for example, a case of baking tiles will be described. In this case, it is desired that the tile 57 be baked in an atmosphere of excess oxygen so that the color development becomes good.

【0045】この場合には、被加熱物たるタイル57に
対向していない外側の2本のバーナスロート11の流量
調節板37を突出させてそのバーナスロート11内に分
配される燃焼用空気量を減少させると共に中央のバーナ
スロート11に流れる燃焼用空気量を増加させる。これ
により、外側の2本のバーナスロート11から噴出され
る火炎及び燃焼ガスによって形成される雰囲気Z5,Z
6は酸素不足状態になる一方、タイル57に対向する中
央のバーナスロート11から噴出される火炎及び燃焼ガ
スによって形成される雰囲気Z4は酸素過剰状態にな
る。したがって、タイル57は、酸化性雰囲気中で焼か
れることになる。
In this case, the flow rate adjusting plates 37 of the two outer burner throats 11 not facing the tile 57 to be heated are projected to control the amount of combustion air distributed in the burner throat 11. The amount of combustion air flowing through the central burner throat 11 is increased while decreasing the amount. As a result, the atmosphere Z5, Z formed by the flame and the combustion gas ejected from the two outer burner throats 11
6 is in an oxygen-deficient state, while the atmosphere Z4 formed by the flame and combustion gas ejected from the central burner throat 11 facing the tile 57 is in an oxygen-excessive state. Therefore, the tile 57 will be baked in an oxidizing atmosphere.

【0046】この場合でも、上述の場合と同様に、バー
ナ3全体として供給される燃焼用空気量と燃料量とは適
正空気比に設定されており、炉7内では濃淡燃焼によっ
て完全燃焼が実施される。したがって、炉7内の酸素不
足状態の領域と酸素過剰状態の領域の位置を変えた場合
でも、上述の場合と同様に、燃料は完全燃焼し特にサー
マルNOxの発生が抑制される。
Even in this case, as in the case described above, the combustion air amount and the fuel amount supplied as the entire burner 3 are set to the proper air ratio, and the complete combustion is performed in the furnace 7 by the rich and lean combustion. To be done. Therefore, even when the positions of the oxygen-deficient region and the oxygen-excessive region in the furnace 7 are changed, the fuel is completely combusted and the generation of thermal NOx is suppressed as in the above case.

【0047】尚、各バーナスロート11,11,11毎
に空気比を異ならせる手段としては、各々分配される燃
焼用空気の流量は変化させずに一定として、各バーナス
ロート11内に噴射する燃料量を増減させることで相対
的に空気比を制御する手段を採用するようにしても良
い。この場合、バーナスロート11の外の燃料供給系の
制御だけで足りるのでのバーナ構造が簡単になる。図3
は、このタイプの空気比制御機構を示す。この空気比制
御機構では、各バーナスロート11に分配される燃焼用
空気の量は、常に一定値に設定され、各燃料ノズル13
からバーナスロート11内に噴射される燃料量のみが制
御される。この空気比制御機構は、流量制御弁63及び
制御スイッチ手段41等より構成されている。流量制御
弁63は、例えば各燃料ノズル13毎に、燃料ノズル1
3と制御弁33との間にそれぞれ設置されている。各流
量制御弁63は、制御スイッチ手段41から供給される
制御信号に応じてその弁開度を変化させる電磁式制御弁
の使用が好ましい。なお、この電磁式制御弁は公知のも
のであるので、その構造についての説明は省略する。
As a means for making the air ratio different for each burner throat 11, 11, 11, the fuel flow injected into each burner throat 11 is kept constant without changing the flow rate of the combustion air distributed to each burner throat 11. A means for relatively controlling the air ratio by increasing or decreasing the amount may be adopted. In this case, the burner structure is simplified because it is sufficient to control only the fuel supply system outside the burner throat 11. FIG.
Indicates an air ratio control mechanism of this type. In this air ratio control mechanism, the amount of combustion air distributed to each burner throat 11 is always set to a constant value, and each fuel nozzle 13
Only the amount of fuel injected into the burner throat 11 from is controlled. This air ratio control mechanism is composed of a flow rate control valve 63, control switch means 41 and the like. The flow control valve 63 is provided, for example, for each fuel nozzle 13
3 and the control valve 33, respectively. Each flow rate control valve 63 is preferably an electromagnetic control valve that changes its opening according to a control signal supplied from the control switch means 41. Since this electromagnetic control valve is publicly known, the description of its structure is omitted.

【0048】したがって、燃焼用空気量に対する燃料量
の割合が相対的に大きくあるいは小さくなることによっ
て空気比が変えられる。
Therefore, the air ratio can be changed by relatively increasing or decreasing the ratio of the fuel amount to the combustion air amount.

【0049】なお、空気過剰状態には、流量制御弁63
を完全に閉じてバーナスロート11に燃焼用空気のみが
流れるようにする場合も含まれる。この場合には、燃料
は他のバーナスロート11,11に分けて噴射され、全
体として適正空気比となる燃料量が供給される。この場
合、燃焼用空気だけが流されるバーナスロート内では燃
焼は起こらず、炉内に噴出された後に炉内で未燃の燃料
と接触して燃焼する。燃焼用空気は蓄熱体9を経て排ガ
ス温度に近い高温例えば700〜1000℃程度となっ
ているため、接触と同時に燃料を緩慢燃焼させる。
In the excess air state, the flow control valve 63
Is completely closed so that only the combustion air flows through the burner throat 11. In this case, the fuel is injected separately into the other burner throats 11 and 11, and the fuel amount that provides the proper air ratio as a whole is supplied. In this case, combustion does not occur in the burner throat in which only the combustion air is flowed, and after being ejected into the furnace, it contacts the unburned fuel in the furnace and burns. Since the combustion air passes through the heat storage body 9 and has a high temperature close to the exhaust gas temperature, for example, about 700 to 1000 ° C., it slowly burns the fuel at the same time when it comes into contact.

【0050】さらに、空気比制御機構としては、図4に
示すように、操作スイッチ手段41に電気的に接続され
た調節板駆動手段39及び流量調節板37と流量制御弁
63とを備え、バーナスロート11内の燃焼用空気流量
と噴射燃料量とを同時に制御する構成にしても良い。こ
の場合、各バーナスロート11,11,11毎に正確な
空気比を設定できる。
Further, as the air ratio control mechanism, as shown in FIG. 4, the adjusting plate drive means 39 electrically connected to the operation switch means 41, the flow rate adjusting plate 37 and the flow rate control valve 63 are provided, and the burner is provided. The flow rate of combustion air in the throat 11 and the amount of injected fuel may be controlled simultaneously. In this case, an accurate air ratio can be set for each burner throat 11, 11, 11.

【0051】以上のように構成されたバーナシステム1
は、四方弁21及び各制御弁33,35を連動して切り
替えることによって、図上例えば左側に配置されたAバ
ーナと右側に配置されたBバーナとから成る1組のバー
ナ3,3が交互に焚かれて炉内に非定在火炎を形成す
る。
Burner system 1 configured as described above
The four-way valve 21 and the control valves 33 and 35 are interlocked with each other to switch a set of burners 3 and 3 composed of, for example, an A burner arranged on the left side and a B burner arranged on the right side in the figure. It forms a non-stationary flame in the furnace.

【0052】例えば、いま、Aバーナを作動させる場合
には、Aバーナ側を燃焼用空気供給系に接続するように
四方弁21を切り替え、かつ一方の制御弁33を開くと
共に他方の制御弁35を閉じる。これにより、供給され
る燃焼用空気は、蓄熱体9を通過しながら排ガス温度に
近い高温例えば800〜1000℃程度に予熱された
後、各バーナスロート11,11,11内に流れ込み、
各燃料ノズル13,13,13から噴射された燃料と混
合されて燃焼する。そして、各バーナスロート11,1
1,11から噴出された火炎および燃焼ガスによって形
成される各々性状の異なる3つの雰囲気を各領域Z4〜
Z6に形成して被加熱物57を特定雰囲気下、例えば無
酸化雰囲気下で加熱する。
For example, when operating the A burner, for example, the four-way valve 21 is switched so that the A burner side is connected to the combustion air supply system, and one control valve 33 is opened and the other control valve 35 is opened. Close. Thereby, the supplied combustion air is preheated to a high temperature close to the exhaust gas temperature, for example, about 800 to 1000 ° C. while passing through the heat storage body 9, and then flows into each burner throat 11, 11, 11.
The fuel injected from each fuel nozzle 13, 13, 13 is mixed and burned. And each burner throat 11,1
Three atmospheres having different properties formed by the flame and the combustion gas jetted from Nos.
After being formed into Z6, the object to be heated 57 is heated in a specific atmosphere, for example, in a non-oxidizing atmosphere.

【0053】一方、排気系に接続されているBバーナ側
では、アフターバーニング領域Z7で完全燃焼した燃焼
ガスが、空気通路15を介して大気側に排出される。こ
のとき、被加熱物の加熱に使われた後の燃焼ガス(排ガ
ス)の熱は蓄熱体9で回収される。
On the other hand, on the B burner side connected to the exhaust system, the combustion gas which has been completely burned in the afterburning zone Z7 is discharged to the atmosphere side through the air passage 15. At this time, the heat of the combustion gas (exhaust gas) after being used for heating the object to be heated is recovered by the heat storage body 9.

【0054】そして、Aバーナ側が作動を開始してから
所定時間(例えば、20秒〜60秒)が経過すると、四
方弁1が切り替わると共に、これに連動して一方の制御
弁33が閉じて他方の制御弁35が開く。これにより、
Bバーナ側に燃焼用空気及び燃料が供給されて燃焼を開
始する一方、Aバーナが非作動の待機状態になる。この
とき、Bバーナ側へ供給される燃焼用空気は、排ガスの
廃熱で加熱された蓄熱体9で予熱され、非常に高温(例
えば、800〜1000℃程度)になる。常温の燃焼用
空気あるいは300〜400℃程度に予熱された燃焼用
空気を使用する一般的な燃焼の場合には、空気不足ある
いは空気過剰では燃焼し難い。しかしながら、燃焼用空
気がこのように高温になると、たとえ空気不足あるいは
空気過剰の場合でも混合ガスそのものの温度が燃料の着
火温度付近あるいはそれ以上となって反応速度の増大や
可燃限界の大幅な拡大が燃焼の安定化に大きく寄与して
比較的良好に燃焼する。尚、Bバーナ側もAバーナ側と
同様に作動し、各バーナスロート11,11,11毎に
性状の異なる雰囲気を各領域Z4〜Z6に形成し、被加
熱物57を特定雰囲気下に加熱する。
When a predetermined time (for example, 20 to 60 seconds) has passed since the A burner side started operating, the four-way valve 1 is switched, and in conjunction with this, one control valve 33 is closed and the other is closed. The control valve 35 is opened. This allows
Combustion air and fuel are supplied to the B burner side to start combustion, while the A burner enters a non-operating standby state. At this time, the combustion air supplied to the B burner side is preheated by the heat storage body 9 which is heated by the waste heat of the exhaust gas, and becomes extremely hot (for example, about 800 to 1000 ° C.). In the case of general combustion using combustion air at room temperature or combustion air preheated to about 300 to 400 ° C., it is difficult to burn if insufficient air or excess air. However, if the combustion air reaches such a high temperature, the temperature of the mixed gas itself will be near or above the ignition temperature of the fuel even if the air is insufficient or excessive, and the reaction rate will increase and the flammability limit will increase significantly. Contributes greatly to the stabilization of combustion and burns relatively well. The B burner side operates in the same manner as the A burner side, and an atmosphere having different properties is formed in each region Z4 to Z6 for each burner throat 11, 11, 11 to heat the object 57 to be heated in a specific atmosphere. .

【0055】以後、Aバーナ及びBバーナは所定時間毎
に交互に作動し、バーナシステム1は非常に高温の燃焼
用空気を用いて交互燃焼を繰り返す。
After that, the A burner and the B burner alternately operate every predetermined time, and the burner system 1 repeats the alternating combustion using the combustion air of very high temperature.

【0056】なお、本実施例においては、2基で一組の
バーナ3,3を備えてこれらで交互燃焼を実施するバー
ナシステム1に適用した場合について説明したがこれに
特に限定されず、例えば複数本のバーナスロートを有す
る一基のバーナと炉内排ガスを直接取り出す排気ダクト
とを、例えば出口及び入り口における流体の流れ方向が
一定で出入口の間において蓄熱体の異なる領域を流体が
通過するようにした蓄熱体と流路切替手段例えば(国際
公開WO94/02784号参照)とを利用してそれぞ
れ給気系と排気系とに接続し、常時バーナを燃焼させる
システムに適用しても良い。
In this embodiment, the case where the present invention is applied to the burner system 1 in which two sets of burners 3 and 3 are provided and alternate combustion is carried out by them, is not particularly limited to this and, for example, One burner having a plurality of burner throats and an exhaust duct for directly taking out the exhaust gas in the furnace are provided so that the fluid flows in different areas of the heat storage body between the inlet and the outlet with a constant fluid flow direction at the outlet and the inlet. It may be applied to a system in which the heat storage body and the flow path switching means (for example, see International Publication WO94 / 02784) are connected to the air supply system and the exhaust system to burn the burner at all times.

【0057】次に、本発明を適用したバーナシステムの
第2の実施例を図5に基づいて説明する。なお、上述の
バーナシステム1の構成要素と同一の構成要素について
は同一の符号を付してこれらの詳細な説明を省略する。
Next, a second embodiment of the burner system to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The same components as those of the burner system 1 described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0058】このバーナシステム71は、各バーナ7
3,73に2本ずつのバーナスロート75,75をそれ
ぞれ備え、一方のバーナスロートから噴出される火炎で
は空気過剰燃焼を、他方のバーナスロートから噴出され
る火炎では空気不足燃焼を起こすように設けられてい
る。各バーナスロート75は、上下あるいは左右に並ん
で配置されている。各バーナスロート75は蓄熱体9側
から分岐しており、各バーナスロート75の通路面積は
互いに同一値に設定されている。
This burner system 71 is used for each burner 7
3 and 73 are provided with two burner throats 75 and 75, respectively, so that a flame ejected from one burner throat causes excess air combustion, and a flame ejected from the other burner throat causes insufficient air combustion. Has been. The burner throats 75 are arranged vertically or horizontally. Each burner throat 75 is branched from the heat storage body 9 side, and the passage areas of each burner throat 75 are set to the same value.

【0059】このバーナシステム71の各バーナスロー
ト75,75には空気比制御機構77,77が設けられ
ている。空気比制御機構77は、図6に示すように、一
組の固定ないし可変オリフィス77a,77bより構成
されている。各オリフィス77a,77bは、各バーナ
スロート75内を流れる燃焼用空気の流量の割合を決定
するもので、燃料ノズル13よりも蓄熱体9側に配置さ
れている。これらオリフィス77a77bは、一方のバ
ーナスロート75に流れる燃焼用空気の量を多くあるい
は少なくするように開口が他方のバーナスロート75に
流れるそれよりも設定される。なお、燃焼用空気の配分
比を固定する場合、あるいは空気不足ないし空気過剰と
すべきバーナスロートを固定するにはオリフィスはいず
れか一方に設ければ良い。
Each burner throat 75, 75 of this burner system 71 is provided with an air ratio control mechanism 77, 77. As shown in FIG. 6, the air ratio control mechanism 77 is composed of a set of fixed or variable orifices 77a and 77b. Each of the orifices 77a, 77b determines the ratio of the flow rate of the combustion air flowing in each burner throat 75, and is arranged closer to the heat storage body 9 than the fuel nozzle 13. These orifices 77a77b are set so that the openings thereof flow to the other burner throat 75 so as to increase or decrease the amount of combustion air flowing to the other burner throat 75. When fixing the distribution ratio of the combustion air or fixing the burner throat which should be insufficient or excessive in air, the orifice may be provided in either one.

【0060】なお、各バーナ73の蓄熱体9は、図1の
バーナ3の場合と同様に、ダクト15及び四方弁21を
介して単一の空気供給系及び排気系に接続されている。
また、各バーナスロート75に取り付けられた燃料ノズ
ル13は、各パイプ79及び三方弁81を介して図示し
ない燃料供給源に接続されている。三方弁81の第1及
び第2ポート81a,81bは、各パイプ79,79を
介して燃料ノズル13,13に各々接続され、また、第
3ポート81cは、燃料供給源に接続されている。
The heat storage body 9 of each burner 73 is connected to a single air supply system and exhaust system via the duct 15 and the four-way valve 21, as in the case of the burner 3 in FIG.
Further, the fuel nozzle 13 attached to each burner throat 75 is connected to a fuel supply source (not shown) via each pipe 79 and the three-way valve 81. The first and second ports 81a and 81b of the three-way valve 81 are connected to the fuel nozzles 13 and 13 via the pipes 79 and 79, respectively, and the third port 81c is connected to the fuel supply source.

【0061】このバーナシステム71では、四方弁21
及び三方弁81をそれぞれ切り替えることによって、一
方のバーナ73に燃焼用空気及び燃料を供給すると共に
他方のバーナ73を排気系に連結して排気手段として利
用するようにしている。
In this burner system 71, the four-way valve 21
By switching the three-way valve 81 and the three-way valve 81, respectively, combustion air and fuel are supplied to one burner 73 and the other burner 73 is connected to an exhaust system and used as an exhaust means.

【0062】空気供給系からいずれか一方のバーナ73
に供給される燃焼用空気は、蓄熱体9を通過しながら予
熱されてから複数のバーナスロート75に分配される。
この燃焼用空気は、各オリフィス77a,77bに影響
されて下側のバーナスロート75よりも上側のバーナス
ロート75に多く流れる。しかしながら、燃料供給源か
らは各燃料ノズル13に同量の燃料が供給されている。
したがって、被加熱物57に近い下側のバーナスロート
75に供給される燃焼用空気を被加熱物57から離れた
上側のバーナスロート75より少なくすると下側のバー
ナスロート75の前方に広がる炉7内領域Z1には無酸
化性雰囲気が形成され、上側のバーナスロート75前方
に広がる炉7内領域Z2には酸化性雰囲気が形成され
る。
One of the burners 73 from the air supply system
The combustion air supplied to is preheated while passing through the heat storage body 9 and then distributed to the plurality of burner throats 75.
The combustion air is influenced by the orifices 77a and 77b and flows more in the upper burner throat 75 than in the lower burner throat 75. However, the same amount of fuel is supplied to each fuel nozzle 13 from the fuel supply source.
Therefore, if the combustion air supplied to the lower burner throat 75 close to the heated object 57 is less than that of the upper burner throat 75 distant from the heated object 57, the inside of the furnace 7 spreading in front of the lower burner throat 75. A non-oxidizing atmosphere is formed in the zone Z1, and an oxidizing atmosphere is formed in the zone Z2 inside the furnace 7 that extends in front of the upper burner throat 75.

【0063】各バーナスロート75へは単一の空気供給
系から燃焼用空気が供給されており、各オリフィス77
a,77bよりも上流側(蓄熱体9側)での圧力は、互
いに同一値である。したがって、燃焼用空気は、各バー
ナスロート75,75内を同一速度で流れる。このた
め、各バーナスローと75,75から噴出された領域Z
1の酸素不足状態の燃焼ガスと領域Z2の酸素過剰状態
の燃焼ガスとは、互いに略同様にして徐々に広がり、領
域Z3で接触してアフターバーニング(再燃焼)する。
ここで、空気供給系が供給する燃焼用空気の全体量は、
各燃料ノズル13から噴射される燃料の全体量とは適正
空気比となる量に設定されている。したがって、領域Z
3で再燃焼した燃焼ガスは、炉7内で完全燃焼し、作動
停止中のバーナ73のバーナスロート75,75を経て
排気される。
Combustion air is supplied to each burner throat 75 from a single air supply system, and each orifice 77 is supplied.
The pressures on the upstream side (the heat storage body 9 side) of a and 77b have the same value. Therefore, the combustion air flows at the same speed in the burner throats 75, 75. Therefore, each burner throw and area Z ejected from 75, 75
The combustion gas in the oxygen-deficient state of No. 1 and the combustion gas in the oxygen-excessive state of region Z2 gradually spread in substantially the same manner, contact with each other in region Z3, and undergo afterburning (re-combustion).
Here, the total amount of combustion air supplied by the air supply system is
The total amount of fuel injected from each fuel nozzle 13 is set to an amount that provides an appropriate air ratio. Therefore, the area Z
The combustion gas re-combusted in No. 3 is completely combusted in the furnace 7, and is exhausted through the burner throats 75, 75 of the burner 73 which is not in operation.

【0064】本実施例のバーナシステム71は、上述し
たバーナシステム1と同様に一組のバーナ73を交互に
燃焼させるので、その作動についての説明は省略する。
Since the burner system 71 of the present embodiment burns a set of burners 73 alternately as in the burner system 1 described above, description of its operation is omitted.

【0065】なお、本実施例の空気比制御機構77にお
いては、各バーナスロート75内を流れる燃焼用空気量
の割合を決定し、これによって各バーナスロート75で
発生する火炎の酸素状態を調整する構成としたが、この
空気比制御機構としてはこれに限るものではなく、例え
ば、各バーナスロートと75内の燃焼用空気の流速を一
定に保ちながらその流量を変化させる構成のものでも良
い。
In the air ratio control mechanism 77 of this embodiment, the ratio of the combustion air amount flowing in each burner throat 75 is determined, and the oxygen state of the flame generated in each burner throat 75 is adjusted by this. However, the air ratio control mechanism is not limited to this. For example, a structure that changes the flow rate of the combustion air in each burner throat and 75 while keeping the flow rate constant may be used.

【0066】図7は、この種の空気比制御機構81の一
例を示しており、2組のオリフィス83a,83b、8
5a,85bの組み合わせによって構成されている。第
1オリフィス83a,83bは、第2オリフィス85
a,85bよりも上流側(蓄熱体9側)に配置されてい
る。第1オリフィス83に関し、下側のバーナスロート
75に設けられたオリフィス83aの通路面積S1は、
上側のバーナスロート75に設けられたオリフィス83
bの通路面積S2に比べて狭く(S1<S2)設定さ
れ、また、第2オリフィス85に関し、下側のバーナス
ロート75に設けられたオリフィス85aの通路面積S
3は、上側のバーナスロート75に設けられたオリフィ
ス85bの通路面積S4に比べて広く(S3>S4)設
定されている。そして、これら第1のオリフィス83
a,83bと第2のオリフィス85a,85bの開口面
積の関係を、例えば下側のバーナスロート75に関する
各オリフィス83a,85aの通路面積の各逆数の和
が、上側のバーナスロート75に関する各オリフィス8
3b,85bの通路面積の各逆数の和に等しくなるよう
に、即ち、関係式(1/S1)+(1/S3)=(1/
S2)+(1/S4)を満たすように設定することによ
って、各バーナスロート75,75に設定された空気比
を変更せずに空気流速即ち各バーナスロート75,75
からの噴出ガス速度比を変化させることができる。
FIG. 7 shows an example of this type of air ratio control mechanism 81, which shows two sets of orifices 83a, 83b, 8
It is composed of a combination of 5a and 85b. The first orifices 83a and 83b are the second orifices 85.
It is arranged on the upstream side (the heat storage body 9 side) of a, 85b. Regarding the first orifice 83, the passage area S1 of the orifice 83a provided in the lower burner throat 75 is
Orifice 83 provided in upper burner throat 75
It is set to be narrower (S1 <S2) than the passage area S2 of b, and the passage area S of the orifice 85a provided in the lower burner throat 75 with respect to the second orifice 85 is set.
3 is set to be wider (S3> S4) than the passage area S4 of the orifice 85b provided in the upper burner throat 75. Then, these first orifices 83
a, 83b and the opening area of the second orifices 85a, 85b, for example, the sum of the reciprocals of the passage areas of the orifices 83a, 85a for the lower burner throat 75 is calculated as follows:
To be equal to the sum of the reciprocals of the passage areas of 3b and 85b, that is, the relational expression (1 / S1) + (1 / S3) = (1 /
By setting so that S2) + (1 / S4) is satisfied, the air flow rate, that is, each burner throat 75,75 is changed without changing the air ratio set in each burner throat 75,75.
It is possible to change the velocity ratio of the gas ejected from.

【0067】これによって、上側のバーナスロート75
で発生する火炎は、下側のバーナスロート75で発生す
る火炎に比べて勢い良く噴出し、下側のバーストロート
75から噴出する燃焼ガスが上側のバーナスロート75
から噴出する燃焼ガスの流れに吸引されて被加熱物57
の周りの領域Z1の雰囲気を変えずにアフターバーニン
グゾーンZ3を炉内で移動させ得る。
As a result, the upper burner throat 75
The flame generated in the above-mentioned blows out more vigorously than the flame generated in the lower burner throat 75, and the combustion gas emitted from the lower burst funnel 75 is the upper burner throat 75.
The object to be heated 57 is attracted by the flow of combustion gas ejected from the
The afterburning zone Z3 can be moved in the furnace without changing the atmosphere of the area Z1 around the.

【0068】なお、本実施例においては、各オリフィス
77,83,85を固定タイプのオリフィスで構成した
がこれに限るものではなく、従来公知の可変オリフィス
で各オリフィス77,83,85を構成しても良く、こ
の場合には各バーナスロート75内を流れる燃焼用空気
の流速の割合を任意に調整できる。
In this embodiment, the orifices 77, 83, 85 are fixed type orifices, but the present invention is not limited to this, and each of the orifices 77, 83, 85 may be a conventionally known variable orifice. However, in this case, the ratio of the flow velocity of the combustion air flowing in each burner throat 75 can be adjusted arbitrarily.

【0069】また、図8に本発明の蓄熱型バーナシステ
ムの他の実施例を示す。この実施例のバーナシステム
は、各々独立した燃焼用空気供給系を有する複数のバー
ナ3A1と3B1,3A2と3B2によって複数のバーナス
ロート11,11,11,11が形成され、各バーナ3
A1と3A2あるいは3B1と3B2に供給される燃焼用空
気の総量と燃料の総量とが適正空気比となる範囲で各バ
ーナ3A1と3A2あるいは3B1と3B2毎に異なる空気
比とするようにしたものである。特に図示したものは、
燃焼用空気のみを供給する場合を含めて空気過剰で燃焼
させるバーナスロートと空気不足で燃焼させるバーナス
ロートとを各々設け、被加熱物57の周りではいずれか
一方の雰囲気を形成して更にその周りで全体として均一
な空気比となったとき、即ち酸化性雰囲気ガスと無酸化
性雰囲気ガスとが接触したときにアフターバーニングを
起こし、そのふく射熱のみを被加熱物57に与えるよう
にしている。この場合、被加熱物57を特定の性状の雰
囲気で覆ったままで、その雰囲気のまわりで起こさせた
完全燃焼の熱をふく射で被加熱物に与えることによって
加熱効率を落とさない。
FIG. 8 shows another embodiment of the heat storage type burner system of the present invention. In the burner system of this embodiment, a plurality of burner throats 11, 11, 11, 11 are formed by a plurality of burners 3A1 and 3B1, 3A2 and 3B2 each having an independent combustion air supply system, and each burner 3 is formed.
The burner 3A1 and 3A2 or 3B1 and 3B2 have different air ratios within a range in which the total amount of combustion air and the total amount of fuel supplied to A1 and 3A2 or 3B1 and 3B2 are appropriate air ratios. is there. In particular, the one shown
A burner throat that burns when there is excess air and a burner throat that burns when there is insufficient air are provided, including the case where only combustion air is supplied. When the air ratio becomes uniform as a whole, that is, when the oxidizing atmosphere gas and the non-oxidizing atmosphere gas come into contact with each other, afterburning occurs and only the radiant heat is given to the object 57 to be heated. In this case, the heating efficiency is not deteriorated by applying the heat of complete combustion generated around the atmosphere to the object to be heated 57 with the object to be heated 57 covered with the atmosphere having the specific property.

【0070】また、各バーナスロート11,11,1
1,11から噴出される火炎及び燃焼ガスによって形成
される雰囲気が炉内の被加熱物57から離れた所で交差
するように各バーナスロート11,11の噴射軸を交差
させて設置し、被加熱物57から離れた所でアフターバ
ーニングゾーンZ3を形成して完全燃焼させるようにし
ている。この場合、空気不足の燃焼によって形成された
雰囲気例えばZ1と空気過剰の燃焼によって形成された
雰囲気例えばZ2とが炉7内で確実に混じり合ってアフ
ターバーニングを起こさせて完全燃焼し易くする。この
実施例の場合、2組のバーナシステムは、互いに燃焼用
空気供給系を独立させているが、炉7内で燃焼ガスが最
終的に混合されて全体として適正空気比の完全燃焼を起
こした後に各バーナシステムの対となるバーナのバーナ
スロートを経て分かれて排気されるため、各蓄熱体9,
9にはほぼ同じ温度の排ガスが通過する。この実施例の
場合、被加熱物57の周りの雰囲気Z1を乱さずに被加
熱物57を特定の雰囲気で完全に覆った状態で他方の雰
囲気Z2と確実に接触させるため、被加熱物57寄りの
下側のバーナスロート11はほぼ水平にガスを噴出さ
せ、上側のバーナスロート11はやや下向きにガスを噴
出するように傾けられて設置されている。また、この状
態で図7で説明したように、上側のバーナスロート11
を流れる空気流速を制御することによって、アフターバ
ーニングゾーンZ3の炉内位置を移動させることができ
る。
In addition, each burner throat 11, 11, 1
The burner throats 11 and 11 are installed with their injection axes crossed so that the atmosphere formed by the flames and combustion gases ejected from the burners 1 and 11 intersect at a location apart from the object to be heated 57 in the furnace. An afterburning zone Z3 is formed at a position away from the heated object 57 so as to completely burn it. In this case, the atmosphere formed by combustion with insufficient air, for example, Z1 and the atmosphere formed by combustion with excessive air, such as Z2, are surely mixed in the furnace 7 to cause afterburning and facilitate complete combustion. In the case of this embodiment, the two sets of burner systems have combustion air supply systems independent from each other, but the combustion gases are finally mixed in the furnace 7 to cause complete combustion with an appropriate air ratio as a whole. After that, since the exhaust gas is separated and passed through the burner throat of the burner which becomes a pair of each burner system, each heat storage body 9,
Exhaust gas of substantially the same temperature passes through 9. In the case of this embodiment, since the object to be heated 57 is completely covered with a specific atmosphere without disturbing the atmosphere Z1 around the object to be heated 57, the object to be heated 57 can be reliably contacted with the other atmosphere Z2. The lower burner throat 11 is installed so that the gas is ejected substantially horizontally, and the upper burner throat 11 is tilted so as to eject the gas slightly downward. Further, in this state, as described in FIG. 7, the upper burner throat 11
It is possible to move the position of the afterburning zone Z3 inside the furnace by controlling the flow velocity of the air flowing through.

【0071】次に、図9について説明する。図9は、本
発明に係るバーナシステム71を他のタイプの2組のバ
ーナシステム91と組み合わせて使用した例を示してい
る。
Next, FIG. 9 will be described. FIG. 9 shows an example in which the burner system 71 according to the present invention is used in combination with two sets of burner systems 91 of another type.

【0072】各バーナシステム91は、単一のバーナス
ロート95を有するバーナ93を一対備えており、これ
らを交互に作動させて燃焼させるリジェネレーティブバ
ーナシステムである。各バーナシステム91は上下に並
んで配置され、これらには互いに同量の燃料が供給され
ている。そして、下側のバーナシステム91に供給され
る燃焼用空気の量は、上側のバーナシステム91に供給
される燃焼用空気よりも少ない量に設定されている。し
たがって、下側のバーナシステム91のバーナスロート
95で発生する火炎は酸素不足状態で燃焼し、前方空間
を無酸化性雰囲気に設定する。また、上側のバーナシス
テム91のバーナスロート95は酸素過剰状態で燃焼
し、前方空間を酸化性雰囲気に設定する。各バーナシス
テム91に供給される燃焼用空気の全体量は、各バーナ
システム91に供給される燃料の全体量を燃焼させるの
に適した量に設定されている。したがって、各バーナシ
ステム91は、濃淡燃焼を実施する。
Each burner system 91 is a regenerative burner system having a pair of burners 93 having a single burner throat 95 and alternately operating these to burn. The respective burner systems 91 are arranged side by side vertically, and the same amount of fuel is supplied to them. The amount of combustion air supplied to the lower burner system 91 is set to be smaller than the amount of combustion air supplied to the upper burner system 91. Therefore, the flame generated in the burner throat 95 of the lower burner system 91 burns in an oxygen-deficient state, and the front space is set to a non-oxidizing atmosphere. In addition, the burner throat 95 of the upper burner system 91 burns in an excess oxygen state to set the front space to an oxidizing atmosphere. The total amount of combustion air supplied to each burner system 91 is set to an amount suitable for burning the entire amount of fuel supplied to each burner system 91. Therefore, each burner system 91 implements a rich and lean combustion.

【0073】即ち、2組のバーナシステム91を組み合
わせて使用することで、バーナシステム71と同様の効
果を得ることができる。バーナシステム71と2組のバ
ーナシステム91とを組み合わせて使用することで、被
加熱物57の周りの空間の酸素状態を様々に調整するこ
とができる。
That is, by using the two sets of burner systems 91 in combination, the same effect as the burner system 71 can be obtained. By using the burner system 71 and the two sets of burner systems 91 in combination, the oxygen state of the space around the object 57 to be heated can be adjusted in various ways.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように本発明の蓄熱型バー
ナシステムは、蓄熱体に排ガスと燃焼用空気とを交互に
流して排ガス温度に近い高温の燃焼用空気を得、これを
複数のバーナスロートに、全体としては適正空気比とな
り各バーナスロートごとには異なる空気比となるように
供給して、全体として適正空気比下に完全燃焼するも、
各バーナスロート毎に発生する火炎及び燃焼ガスによっ
て形成される雰囲気は酸素不足あるいは酸素過剰状態と
なるようにしているので、完全燃焼を達成しながらも部
分的に無酸化雰囲気あるいは酸化雰囲気若しくは弱酸化
雰囲気を炉内に形成することができる。このため、被加
熱物に適した雰囲気中でこの被加熱物を加熱することが
可能になると同時に完全燃焼も達成される。したがっ
て、例えば被加熱物の酸化等による品質低下の防止等を
図ることができる。また、全体的な燃焼としてはいわゆ
る濃淡燃焼を実施することができ、NOx発生の低減を
図ることができる。
As described above, in the heat storage type burner system of the present invention, the exhaust gas and the combustion air are alternately flown through the heat storage body to obtain high temperature combustion air close to the exhaust gas temperature. The burner throat is supplied with a proper air ratio as a whole and a different air ratio for each burner throat, and complete combustion is performed under a proper air ratio as a whole.
The atmosphere formed by the flame and combustion gas generated for each burner throat is designed to be in an oxygen-deficient or oxygen-excessive state. An atmosphere can be created in the furnace. Therefore, it becomes possible to heat the object to be heated in an atmosphere suitable for the object to be heated, and at the same time complete combustion is achieved. Therefore, for example, it is possible to prevent deterioration of quality due to oxidation of the object to be heated. Further, so-called rich and lean combustion can be performed as the overall combustion, and NOx generation can be reduced.

【0075】また、請求項2の発明によると、複数のバ
ーナスロートに対し単一の空気供給系で足りるので、バ
ーナ設備が簡単で据え付け場所を取らない。
According to the second aspect of the invention, since a single air supply system is sufficient for a plurality of burner throats, the burner facility is simple and the installation space is not required.

【0076】また、請求項3記載のバーナ装置では、空
気比制御手段は、各バーナスロート内を流れる燃焼用空
気の量の割合を決定する。したがって、単一の空気供給
源から各バーナスロートに流入する燃焼用空気の割合を
コントロールすることで空気比を調整でき、即ち、燃料
の量を一定に保持しながら空気比を調整し、上述の効果
を得ることができる。
Further, in the burner apparatus according to the third aspect, the air ratio control means determines the ratio of the amount of combustion air flowing in each burner throat. Therefore, the air ratio can be adjusted by controlling the ratio of the combustion air flowing into each burner throat from a single air supply source, that is, the air ratio is adjusted while keeping the amount of fuel constant, The effect can be obtained.

【0077】また、請求項4記載のバーナ装置では、空
気比制御手段は、各バーナスロートの通路面積を互いに
異なる値に設定して当該バーナスロート内を流れる燃焼
用空気の量を制御する空気量増減手段を有している。し
たがって、バーナスロートの通路面積をコントロールす
ることで空気比を調整でき、即ち、燃料の量を一定に保
持しながら空気比を調整し、上述の効果を得ることがで
きる。
Further, in the burner apparatus according to the fourth aspect, the air ratio control means sets the passage areas of the respective burner throats to different values and controls the amount of combustion air flowing in the burner throat. It has a means for increasing and decreasing. Therefore, the air ratio can be adjusted by controlling the passage area of the burner throat, that is, the air ratio can be adjusted while keeping the amount of fuel constant, and the above-mentioned effect can be obtained.

【0078】また、請求項5記載のバーナ装置では、空
気比制御手段は、各燃料噴射ノズルから噴射される燃料
の量を互いに異なる値に設定することによって相対的に
空気比を調整することができるので、バーナスロートの
外の燃料供給系のコントロールだけで足り、バーナ構造
が簡単になる。
Further, in the burner device according to the fifth aspect, the air ratio control means can relatively adjust the air ratio by setting the amounts of fuel injected from the fuel injection nozzles to different values. As a result, it is only necessary to control the fuel supply system outside the burner throat, which simplifies the burner structure.

【0079】また請求項6の発明では、各バーナスロー
ト毎に分配される燃焼用空気の量と燃料の量とを制御す
ることによって、より安定な状態で所望の空気比の燃焼
を実現できる。
In the sixth aspect of the invention, by controlling the amount of combustion air and the amount of fuel distributed for each burner throat, combustion with a desired air ratio can be realized in a more stable state.

【0080】また、請求項7の発明によると、各々空気
供給系が独立しているので、雰囲気ごとの燃焼制御が容
易である。
Further, according to the invention of claim 7, since the air supply systems are independent from each other, combustion control for each atmosphere is easy.

【0081】また、請求項8の発明では、被加熱物を無
酸化雰囲気あるいは酸化雰囲気のいずれかで被うことが
できると共に、その雰囲気のまわりで起こる完全燃焼に
よる熱をふく射で受けるため加熱効率を落とさずに特定
雰囲気下での加熱を実現できる。
Further, in the invention of claim 8, the object to be heated can be covered with either a non-oxidizing atmosphere or an oxidizing atmosphere, and the heat due to complete combustion occurring around the atmosphere is radiated, so that the heating efficiency is improved. It is possible to realize heating under a specific atmosphere without dropping.

【0082】また、請求項9の発明によると、空気不足
の燃焼によって形成された雰囲気と空気過剰の燃焼によ
って形成された雰囲気とが炉内で確実に混じり合ってア
フターバーニングを起こさせる。したがって、蓄熱体で
燃焼することがなく、蓄熱体を損傷させることがない。
しかも、それは、被加熱物を覆う雰囲気の外あるいはそ
の周辺で起こり、被加熱物の周りの雰囲気成分を変える
ことがない。
According to the ninth aspect of the invention, the atmosphere formed by the combustion with insufficient air and the atmosphere formed by the combustion with excessive air are surely mixed in the furnace to cause afterburning. Therefore, the heat storage body does not burn and the heat storage body is not damaged.
Moreover, it occurs outside or around the atmosphere that covers the object to be heated and does not change the atmospheric components around the object to be heated.

【0083】また、請求項10記載のバーナ装置では、
空気比制御手段は各バーナスロート内の燃焼用空気の流
速を調整可能である。このため、各バーナスロートの前
方に設定される領域の広さをコントロールすることがで
き、炉内被加熱物の大きさ等に応じてその周りに設定さ
れる領域の広さを調整することができる。
Further, in the burner device according to claim 10,
The air ratio control means can adjust the flow velocity of the combustion air in each burner throat. Therefore, it is possible to control the size of the area set in front of each burner throat, and to adjust the size of the area set around it in accordance with the size of the material to be heated in the furnace. it can.

【0084】更に、請求項11の発明では、個々のバー
ナシステム毎に燃焼を制御すれば足りるので、燃焼制御
が容易である。
Further, according to the invention of claim 11, it is sufficient to control the combustion for each individual burner system, so that the combustion control is easy.

【0085】また、請求項12記載のバーナシステムで
は、前記バーナ装置を対にして炉に配設し、各バーナ装
置を交互に作動させて交換燃焼を実施する。したがっ
て、熱効率の良いリジェネレーティブバーナシステムに
おいても、炉内雰囲気の酸素濃度を部分的に調整でき、
また、システム全体では濃淡燃焼を実施することになる
ので、NOx発生の抑制を図ることができる。
Further, in the burner system according to the twelfth aspect, the burner devices are arranged in pairs in the furnace and the burner devices are alternately operated to perform the exchange combustion. Therefore, even in a regenerative burner system with good thermal efficiency, the oxygen concentration in the furnace atmosphere can be partially adjusted,
Further, since the light and dark combustion is performed in the entire system, it is possible to suppress the generation of NOx.

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

【図1】本発明の蓄熱式バーナシステムの第1の実施例
を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a heat storage type burner system of the present invention.

【図2】図1のバーナシステムをに適用される空気比制
御機構の詳細を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing details of an air ratio control mechanism applied to the burner system of FIG.

【図3】本発明を適用したバーナシステムの空気比制御
機構を示し、図1の空気比制御機構の他の実施例を示す
概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an air ratio control mechanism of a burner system to which the present invention is applied and showing another embodiment of the air ratio control mechanism of FIG. 1.

【図4】本発明を適用したバーナシステムの空気比制御
機構を示し、図3の空気比制御機構のさらに他の実施例
を示す概略構成図である。
4 is a schematic configuration diagram showing an air ratio control mechanism of a burner system to which the present invention is applied and showing still another embodiment of the air ratio control mechanism of FIG. 3. FIG.

【図5】本発明を適用したバーナシステムの第2の実施
例を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of a burner system to which the present invention is applied.

【図6】図5のバーナシステムを構成する空気比制御機
構を示す概略構成図である。
6 is a schematic configuration diagram showing an air ratio control mechanism that constitutes the burner system of FIG.

【図7】図6の空気比制御機構の他の実施例を示す概略
構成図である。
7 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the air ratio control mechanism of FIG.

【図8】本発明の蓄熱型バーナシステムの他の実施例を
示す概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the heat storage type burner system of the present invention.

【図9】図5のバーナシステムを他のタイプのバーナシ
ステムと組み合わせて使用する場合の例を示す斜視図で
ある。
FIG. 9 is a perspective view showing an example in which the burner system of FIG. 5 is used in combination with another type of burner system.

【図10】従来のバーナシステムの概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a conventional burner system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,71 バーナシステム 3,73 バーナ 5,77,81 空気比制御機構 7 炉 9 蓄熱体 11,75 バーナスロート 13 燃料ノズル 17 空気供給系 37 流量調節板 39 調節板駆動手段 41 制御スイッチ手段 63 流量制御弁 1,71 Burner system 3,73 Burner 5,77,81 Air ratio control mechanism 7 Reactor 9 Heat storage body 11,75 Burner throat 13 Fuel nozzle 17 Air supply system 37 Flow rate adjusting plate 39 Adjusting plate driving means 41 Control switch means 63 Flow rate Control valve

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蓄熱体を備えこの蓄熱体に対する排ガス
及び燃焼用空気の流れを相対的に切り替えることによっ
て該蓄熱体を通して燃焼用空気の供給と排ガスの排出と
を交互に行い排ガスの温度に近い高温の燃焼用空気を供
給して燃焼させ炉内に火炎を噴出させる複数のバーナス
ロートを設け、各バーナスロート毎には空気不足あるい
は空気過剰の空気比となり全体としては適正空気比とな
る量の燃焼用空気を前記バーナスロートに供給し、各バ
ーナスロートごとに異なる空気比で燃焼させ、炉内に酸
化性、弱酸化性あるいは無酸化性などといった性状の異
なる複数の雰囲気を部分的に形成しつつ全体としては適
正空気比で完全燃焼させることを特徴とする蓄熱型バー
ナシステム。
1. A heat storage body is provided, and the flow of the exhaust gas and the combustion air to the heat storage body is relatively switched to alternately supply the combustion air and discharge the exhaust gas through the heat storage body, and the temperature of the exhaust gas is close to that of the exhaust gas. A plurality of burner throats that supply high-temperature combustion air to burn and eject flames into the furnace are provided.Each burner throat has an air ratio of insufficient air or excess air, and the overall amount of the air ratio is appropriate. Combustion air is supplied to the burner throat and burned at a different air ratio for each burner throat to partially form a plurality of atmospheres with different properties such as oxidizing, weakly oxidizing or non-oxidizing in the furnace. However, the heat storage type burner system is characterized by complete combustion at an appropriate air ratio as a whole.
【請求項2】 前記複数のバーナスロートに単一の空気
供給系を接続して、全体としては適正空気比となる量の
燃焼用空気を各バーナスロートに分配して供給し、各バ
ーナスロート毎に異なる空気比とすることを特徴とする
請求項1記載の蓄熱型バーナシステム。
2. A single air supply system is connected to the plurality of burner throats, and an amount of combustion air having an appropriate air ratio as a whole is distributed and supplied to each burner throat, and each burner throat is supplied. The regenerative burner system according to claim 1, wherein the air ratios are different from each other.
【請求項3】 前記各バーナスロート毎に噴射される燃
料量を一定にして前記各バーナスロートごとに異なる量
の燃焼用空気が分配されることを特徴とする請求項2記
載の蓄熱型バーナシステム。
3. The regenerative burner system according to claim 2, wherein the amount of fuel injected for each burner throat is constant and a different amount of combustion air is distributed for each burner throat. .
【請求項4】 前記各バーナスロート毎に独立して制御
可能な空気量調整手段を備え、前記各バーナスロートの
通路面積を互いに異なる値に設定して当該バーナスロー
ト内を流れる燃焼用空気の量を制御することによってバ
ーナスロート毎に空気比を変えることを特徴とする請求
項3記載の蓄熱型バーナシステム。
4. The amount of combustion air flowing in the burner throat is provided with air amount adjusting means that can be independently controlled for each burner throat, and sets the passage areas of the burner throats to different values. 4. The regenerative burner system according to claim 3, wherein the air ratio is changed for each burner throat by controlling the.
【請求項5】 前記各バーナスロート毎に分配される空
気量を一定にして前記各バーナスロート毎の燃料噴射ノ
ズルから噴射される燃料の量を互いに異なる値に設定し
て空気比をバーナスロート毎に異ならせることを特徴と
する請求項2記載の蓄熱型バーナシステム。
5. The air ratio for each burner throat is set by setting the amount of air distributed for each burner throat constant and setting the amounts of fuel injected from the fuel injection nozzles for each burner throat to mutually different values. The heat storage type burner system according to claim 2, wherein
【請求項6】 前記各バーナスロートに供給される燃料
と燃焼用空気がそれぞれ各バーナスロート毎に制御され
て各バーナスロート毎に異なる空気比に設定可能とされ
ていることを特徴とする請求項2記載の蓄熱型バーナシ
ステム。
6. The fuel and combustion air supplied to each of the burner throats are controlled for each of the burner throats so that different air ratios can be set for each of the burner throats. The heat storage type burner system described in 2.
【請求項7】 各々独立した空気供給系を有する複数の
バーナシステムによって複数のバーナスロートが形成さ
れ、前記各バーナに供給される燃焼用空気の総量と燃料
の総量とが適正空気比となる範囲で、各バーナ毎に異な
る空気比とすることを特徴とする請求項1記載の蓄熱型
バーナシステム。
7. A range in which a plurality of burner throats are formed by a plurality of burner systems each having an independent air supply system, and the total amount of combustion air and the total amount of fuel supplied to each of the burners have an appropriate air ratio. The heat storage type burner system according to claim 1, wherein each burner has a different air ratio.
【請求項8】 燃焼用空気のみを供給する場合を含めて
空気過剰で燃焼させるバーナスロートと空気不足で燃焼
させるバーナスロートとを各々設け、被加熱物の周りで
はいずれか一方の雰囲気を形成して、更にその周りで全
体として均一な空気比となったときにアフターバーニン
グを起こし、そのふく射熱のみを被加熱物に与えること
を特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の蓄熱型
バーナシステム。
8. A burner throat that burns when there is excess air and a burner throat that burns when there is insufficient air are provided, including the case of supplying only combustion air, and either atmosphere is formed around the object to be heated. 7. The regenerative burner according to any one of claims 1 to 6, characterized in that after-burning is caused when the air ratio becomes even more uniform around it, and only the radiant heat is given to the object to be heated. system.
【請求項9】 各バーナスロートから噴出させる火炎及
び燃焼ガスによって形成される雰囲気が炉内の被加熱物
から離れた所で交差するように各バーナスロートの噴射
軸を交差させて設置し、被加熱物から離れた処でアフタ
ーバーニングゾーンを形成して完全燃焼させることを特
徴とする請求項1から8のいずれかに記載の蓄熱型バー
ナシステム。
9. The injection axes of the burner throats are installed so as to intersect so that the atmosphere formed by the flames and combustion gases ejected from each burner throat intersects at a location distant from the object to be heated in the furnace. The heat storage type burner system according to any one of claims 1 to 8, wherein an afterburning zone is formed at a position apart from the heated material to complete combustion.
【請求項10】 前記各バーナスロートに分配される燃
焼用空気の噴射速度を各バーナスロート毎に調整可能と
したことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載
の蓄熱型バーナシステム。
10. The heat storage type burner system according to claim 1, wherein an injection speed of the combustion air distributed to each of the burner throats can be adjusted for each burner throat.
【請求項11】 全体として適正空気比の燃焼用空気を
複数のバーナスロートに分配して1つのバーナで空気過
剰燃焼と空気不足燃焼とを形成する蓄熱型バーナシステ
ムと、空気過剰で燃焼させる蓄熱型バーナシステムと、
空気不足で燃焼させる蓄熱型バーナシステムとをそれぞ
れ少なくとも1組以上組み合わせることを特徴とする請
求項1記載の蓄熱型バーナシステム。
11. A heat storage type burner system for distributing combustion air having a proper air ratio to a plurality of burner throats as a whole to form excess air combustion and insufficient air combustion with one burner, and heat storage for combustion with excess air. Type burner system,
The heat storage type burner system according to claim 1, wherein at least one set or more of the heat storage type burner system which burns due to insufficient air is combined.
【請求項12】 バーナを対にして該バーナを短時間に
交互に交換燃焼させることを特徴とする請求項1から1
1のいずれかに記載の蓄熱型バーナシステム。
12. A burner pair, and the burners are alternately exchange-combusted in a short time in a short time.
The heat storage type burner system according to any one of 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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