JPH09166319A - 二重円筒型間接加熱炉 - Google Patents
二重円筒型間接加熱炉Info
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- JPH09166319A JPH09166319A JP7327505A JP32750595A JPH09166319A JP H09166319 A JPH09166319 A JP H09166319A JP 7327505 A JP7327505 A JP 7327505A JP 32750595 A JP32750595 A JP 32750595A JP H09166319 A JPH09166319 A JP H09166319A
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- Japan
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- burner
- burners
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄熱式燃焼バーナを配備した加熱炉におい
て、炉内の温度分布を均一にする。 【解決手段】 交番燃焼し、燃焼ガスの円周に沿った噴
出方向が互いに逆方向となるように上下に近接して配置
された２本１組の蓄熱式燃焼バーナ４ａ、４ｂ（５ａ、
５ｂ）を、炉壁２の高さ方向に間隔をおいて２組配置し
た二重円筒型間接加熱炉において、前記２組の蓄熱式燃
焼バーナ４ａ、４ｂと５ａ、５ｂ間の距離Ｌb と炉壁２
の高さＬo との比Ｌb ／Ｌo が０．３５〜０．６で、か
つ上下２組の蓄熱式燃焼バーナ４ａ、４ｂと５ａ、５ｂ
のバ−ナスロートの中心から炉の中心軸に向けて引いた
それぞれの垂線の挟む角度がほぼ１８０度となるように
配置した二重円筒型間接加熱炉。
て、炉内の温度分布を均一にする。 【解決手段】 交番燃焼し、燃焼ガスの円周に沿った噴
出方向が互いに逆方向となるように上下に近接して配置
された２本１組の蓄熱式燃焼バーナ４ａ、４ｂ（５ａ、
５ｂ）を、炉壁２の高さ方向に間隔をおいて２組配置し
た二重円筒型間接加熱炉において、前記２組の蓄熱式燃
焼バーナ４ａ、４ｂと５ａ、５ｂ間の距離Ｌb と炉壁２
の高さＬo との比Ｌb ／Ｌo が０．３５〜０．６で、か
つ上下２組の蓄熱式燃焼バーナ４ａ、４ｂと５ａ、５ｂ
のバ−ナスロートの中心から炉の中心軸に向けて引いた
それぞれの垂線の挟む角度がほぼ１８０度となるように
配置した二重円筒型間接加熱炉。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蓄熱式燃焼バー
ナを配置した二重円筒型間接加熱炉（マッフル炉）に関
する。
ナを配置した二重円筒型間接加熱炉（マッフル炉）に関
する。
【０００２】
【従来の技術】交番燃焼する蓄熱式燃焼バーナを配置し
た加熱炉（熱処理炉も含む、以下同じ）としては、特開
平７ー１０３４３０号公報に開示されたコイルを焼鈍す
るためのコイル焼鈍炉がある（以下第１引用例とい
う）。この焼鈍炉は、図５に示すように、コイル２１を
バッチ焼鈍するための炉であり、炉内に装入されたコイ
ル２１は、インナーカバー２２で覆われ、インナーカバ
ー２２内は無酸化雰囲気となっている。炉殻２３には、
装入されたコイル２１を挟んで、複数対の蓄熱式燃焼器
２４（図５においては１対しか示していないので、２４
ａおよび２４ｂで代表する）が配置されている。この蓄
熱式燃焼器２４ａおよび２４ｂは、燃焼用バーナ２５
と、燃焼排ガスの保有する熱エネルギを吸収して蓄熱す
る蓄熱体（セラミックハニカム）２６とから構成されて
いる。
た加熱炉（熱処理炉も含む、以下同じ）としては、特開
平７ー１０３４３０号公報に開示されたコイルを焼鈍す
るためのコイル焼鈍炉がある（以下第１引用例とい
う）。この焼鈍炉は、図５に示すように、コイル２１を
バッチ焼鈍するための炉であり、炉内に装入されたコイ
ル２１は、インナーカバー２２で覆われ、インナーカバ
ー２２内は無酸化雰囲気となっている。炉殻２３には、
装入されたコイル２１を挟んで、複数対の蓄熱式燃焼器
２４（図５においては１対しか示していないので、２４
ａおよび２４ｂで代表する）が配置されている。この蓄
熱式燃焼器２４ａおよび２４ｂは、燃焼用バーナ２５
と、燃焼排ガスの保有する熱エネルギを吸収して蓄熱す
る蓄熱体（セラミックハニカム）２６とから構成されて
いる。
【０００３】インナーカバー２２は、燃焼用バーナ２５
で燃焼した燃焼ガスにより直接加熱され、その熱が雰囲
気攪拌ファン２７により攪拌されている無酸化雰囲気に
伝達され、コイル２１が均一に加熱されるようになって
いる。
で燃焼した燃焼ガスにより直接加熱され、その熱が雰囲
気攪拌ファン２７により攪拌されている無酸化雰囲気に
伝達され、コイル２１が均一に加熱されるようになって
いる。
【０００４】また、交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを有
する加熱炉の他の例としては、特開平６−２５７９５１
号公報に開示されたものがある（以下第２引用例とい
う）。
する加熱炉の他の例としては、特開平６−２５７９５１
号公報に開示されたものがある（以下第２引用例とい
う）。
【０００５】この技術による加熱炉は、アルミ溶解炉の
上下方向に交番燃焼する蓄熱式燃焼バーナを２本１対と
して配置し、これらの蓄熱式燃焼バーナによる燃焼、燃
焼排ガス排気を頻繁に切り替え、炉の上下方向の温度分
布を均一にしようとするものである。
上下方向に交番燃焼する蓄熱式燃焼バーナを２本１対と
して配置し、これらの蓄熱式燃焼バーナによる燃焼、燃
焼排ガス排気を頻繁に切り替え、炉の上下方向の温度分
布を均一にしようとするものである。
【０００６】さらに、交番燃焼する蓄熱式燃焼バ−ナを
有する加熱炉のその他の例としては、特開平７−４８５
５号公報に開示されたものがある（以下第３引用例とい
う）。この技術に基づく間接加熱炉は、蓄熱式燃焼バ−
ナを２本１組としてマッフルの上部および下部に配置
し、上部および下部の蓄熱式燃焼バ−ナは、燃料の噴射
および燃焼排ガスの吸引がそれぞれ逆方向となるように
配置したものであり、これにより燃焼ガスが循環しない
デッドスペースを無くし、炉温の均一化を図ったもので
ある。
有する加熱炉のその他の例としては、特開平７−４８５
５号公報に開示されたものがある（以下第３引用例とい
う）。この技術に基づく間接加熱炉は、蓄熱式燃焼バ−
ナを２本１組としてマッフルの上部および下部に配置
し、上部および下部の蓄熱式燃焼バ−ナは、燃料の噴射
および燃焼排ガスの吸引がそれぞれ逆方向となるように
配置したものであり、これにより燃焼ガスが循環しない
デッドスペースを無くし、炉温の均一化を図ったもので
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の二重円筒型間接加熱炉には、次のような問題点
があった。
た従来の二重円筒型間接加熱炉には、次のような問題点
があった。
【０００８】（１）第１引用例 燃焼サイクルにある燃焼バ−ナから発生する燃焼排ガス
は、内外筒間の燃焼室を半周した後に燃焼排ガス排気中
の燃焼バーナに大部分が吸引される。燃焼側と吸引側が
接近しているため燃焼排ガスの偏流が発生しやすく、炉
内の被加熱物が均一に加熱されない。
は、内外筒間の燃焼室を半周した後に燃焼排ガス排気中
の燃焼バーナに大部分が吸引される。燃焼側と吸引側が
接近しているため燃焼排ガスの偏流が発生しやすく、炉
内の被加熱物が均一に加熱されない。
【０００９】（２）第２引用例 加熱容量の小さい炉であれば、この技術を適用すること
により、炉内温度の均一化を図ることが可能と考えられ
るが、外径や炉高の大きい加熱容量の大きい炉において
は、燃焼バーナの炉の高さ方向の設置間隔等を具体的に
規定しないと、炉温の均一化は図れないと考えられる
が、そのようなことは示唆されていない。
により、炉内温度の均一化を図ることが可能と考えられ
るが、外径や炉高の大きい加熱容量の大きい炉において
は、燃焼バーナの炉の高さ方向の設置間隔等を具体的に
規定しないと、炉温の均一化は図れないと考えられる
が、そのようなことは示唆されていない。
【００１０】（３）第３引用例 炉内における燃焼排ガスの循環しないデッドスペースは
無くなるが、炉内の燃焼排ガスの循環する方向が常に同
じであるため、燃焼排ガスが循環を開始する炉内の領域
では高温、循環が終了する炉内の領域では低温となり、
十分な炉温の均一性が得られない。
無くなるが、炉内の燃焼排ガスの循環する方向が常に同
じであるため、燃焼排ガスが循環を開始する炉内の領域
では高温、循環が終了する炉内の領域では低温となり、
十分な炉温の均一性が得られない。
【００１１】この発明は、従来技術の上述のような問題
点を解消するためになされたものであり、蓄熱式燃焼バ
ーナを配備した炉高の高い炉において、炉内の炉温の分
布が均一となる二重円筒型間接加熱炉を提供することを
目的としている。
点を解消するためになされたものであり、蓄熱式燃焼バ
ーナを配備した炉高の高い炉において、炉内の炉温の分
布が均一となる二重円筒型間接加熱炉を提供することを
目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る二重円筒
型間接加熱炉は、交番燃焼し、燃焼ガスの噴出方向が互
いに逆方向となるように近接して配置された２本１組の
蓄熱式燃焼バーナを、炉壁の高さ方向に間隔をおいて２
組以上配置した二重円筒型間接加熱炉である。
型間接加熱炉は、交番燃焼し、燃焼ガスの噴出方向が互
いに逆方向となるように近接して配置された２本１組の
蓄熱式燃焼バーナを、炉壁の高さ方向に間隔をおいて２
組以上配置した二重円筒型間接加熱炉である。
【００１３】また、前記蓄熱式燃焼バーナが２組であ
り、それらの高さ方向距離Ｌb と炉壁の高さＬo との比
Ｌb ／Ｌo が０．３５〜０．６で、かつ上下２組の蓄熱
式燃焼バーナを円周方向の対向する位置に配置した二重
円筒型間接加熱炉とする。
り、それらの高さ方向距離Ｌb と炉壁の高さＬo との比
Ｌb ／Ｌo が０．３５〜０．６で、かつ上下２組の蓄熱
式燃焼バーナを円周方向の対向する位置に配置した二重
円筒型間接加熱炉とする。
【００１４】２本１組の蓄熱式燃焼バーナを近接して配
置し、かつ燃焼ガスの円周に沿った噴出方向が互いに逆
方向となるように配置したので、一定時間毎に燃焼を切
り替えることにより、燃焼ガスの円周に沿った流れが逆
方向となり、円周方向の同一位置が交互に燃焼排ガスの
燃焼開始位置となるとともに燃焼終了位置となるので、
円周方向の炉温の均一化を図ることができる。
置し、かつ燃焼ガスの円周に沿った噴出方向が互いに逆
方向となるように配置したので、一定時間毎に燃焼を切
り替えることにより、燃焼ガスの円周に沿った流れが逆
方向となり、円周方向の同一位置が交互に燃焼排ガスの
燃焼開始位置となるとともに燃焼終了位置となるので、
円周方向の炉温の均一化を図ることができる。
【００１５】また、蓄熱式燃焼バーナは燃焼排ガスの大
部分が吸引側のバーナーで炉外に排出される。連続燃焼
バーナに比べ炉内上下方向のガス流れが少ないので、上
下二組以上を独立して燃焼負荷を調節することによっ
て、炉内の上下方向の温度分布が均一になる。
部分が吸引側のバーナーで炉外に排出される。連続燃焼
バーナに比べ炉内上下方向のガス流れが少ないので、上
下二組以上を独立して燃焼負荷を調節することによっ
て、炉内の上下方向の温度分布が均一になる。
【００１６】また、蓄熱式燃焼バーナを２組上下に配置
した場合、前記２組の蓄熱式燃焼バーナの高さ方向距離
Ｌb と炉壁の高さＬo との比Ｌb ／Ｌo が０．３５〜
０．６で、かつ上下２組の蓄熱式燃焼バーナを円周方向
の対向する位置に配置した二重円筒型間接加熱炉とする
ことによって最も攪拌性が高い均一な加熱ができること
が実験的に確かめられた。
した場合、前記２組の蓄熱式燃焼バーナの高さ方向距離
Ｌb と炉壁の高さＬo との比Ｌb ／Ｌo が０．３５〜
０．６で、かつ上下２組の蓄熱式燃焼バーナを円周方向
の対向する位置に配置した二重円筒型間接加熱炉とする
ことによって最も攪拌性が高い均一な加熱ができること
が実験的に確かめられた。
【００１７】
【発明の実施の形態】この発明の第一の実施形態の二重
円筒型間接加熱炉を図１により説明する。
円筒型間接加熱炉を図１により説明する。
【００１８】図１（ａ）は、この二重円筒型間接加熱炉
の縦断面図、図１（ｂ）は、この二重円筒型間接加熱炉
の横断面図である。
の縦断面図、図１（ｂ）は、この二重円筒型間接加熱炉
の横断面図である。
【００１９】この加熱炉においては、インナ−カバ−１
と炉壁２との間の燃焼室３で燃焼された燃焼ガスが、イ
ンナ−カバ−１の長手方向および円周方向に沿って均等
に当たるように、蓄熱式燃焼バーナ４ａ、４ｂを交番燃
焼する第１のバーナ対、５ａ、５ｂを第二のバーナ対と
して、炉壁２の炉高方向に沿って両バーナ対間の間隔が
一定間隔Ｌb となるように配置している。そして、この
Ｌb は、炉高をＬO とした場合、Ｌb ／ＬO が０．３５
〜０．６の範囲に入るように選定している。
と炉壁２との間の燃焼室３で燃焼された燃焼ガスが、イ
ンナ−カバ−１の長手方向および円周方向に沿って均等
に当たるように、蓄熱式燃焼バーナ４ａ、４ｂを交番燃
焼する第１のバーナ対、５ａ、５ｂを第二のバーナ対と
して、炉壁２の炉高方向に沿って両バーナ対間の間隔が
一定間隔Ｌb となるように配置している。そして、この
Ｌb は、炉高をＬO とした場合、Ｌb ／ＬO が０．３５
〜０．６の範囲に入るように選定している。
【００２０】また、蓄熱式燃焼バーナ４ａと４ｂとは、
燃焼ガスのインナ−カバ−１の円周方向に添った流れの
方向が逆方向となっており、蓄熱式燃焼バーナ４ａで燃
焼しているときには、蓄熱式燃焼バーナ４ｂは蓄熱式燃
焼バーナ４ａの燃焼排ガスを吸引し、燃焼排ガスを蓄熱
体６ｂを通過させて、燃焼排ガスの有する顕熱を蓄熱体
６ｂに蓄熱するようにしている。逆に蓄熱式燃焼バーナ
４ｂで燃焼しているときには、蓄熱式燃焼バーナ４ａは
蓄熱式燃焼バーナ４ｂの燃焼排ガスを吸引し、燃焼排ガ
スを蓄熱体６ａを通過させて、燃焼排ガスの有する顕熱
を蓄熱体６ａに蓄熱するようにしている。
燃焼ガスのインナ−カバ−１の円周方向に添った流れの
方向が逆方向となっており、蓄熱式燃焼バーナ４ａで燃
焼しているときには、蓄熱式燃焼バーナ４ｂは蓄熱式燃
焼バーナ４ａの燃焼排ガスを吸引し、燃焼排ガスを蓄熱
体６ｂを通過させて、燃焼排ガスの有する顕熱を蓄熱体
６ｂに蓄熱するようにしている。逆に蓄熱式燃焼バーナ
４ｂで燃焼しているときには、蓄熱式燃焼バーナ４ａは
蓄熱式燃焼バーナ４ｂの燃焼排ガスを吸引し、燃焼排ガ
スを蓄熱体６ａを通過させて、燃焼排ガスの有する顕熱
を蓄熱体６ａに蓄熱するようにしている。
【００２１】蓄熱体６ａや６ｂに蓄熱された熱エネルギ
ーは、燃焼用空気の予熱に使用され、予熱された燃焼用
空気はそれぞれのバーナ４ａおよび４ｂでの燃焼時に使
用される。
ーは、燃焼用空気の予熱に使用され、予熱された燃焼用
空気はそれぞれのバーナ４ａおよび４ｂでの燃焼時に使
用される。
【００２２】蓄熱式燃焼バーナ５ａと５ｂも、それぞれ
の燃焼ガスのインナ−カバ−１の円周に沿った流れの方
向が、蓄熱式燃焼バーナ４ａと４ｂの場合と同じよう
に、逆方向となっている。そして、蓄熱式燃焼バーナ５
ａと５ｂの燃焼と排ガス吸引の関係は、蓄熱式燃焼バー
ナ４ａと４ｂの関係と同じようになっており、蓄熱体７
ａや７ｂに蓄熱された熱エネルギーは、蓄熱体６ａや６
ｂと同様に燃焼用空気の予熱に使用され、予熱された燃
焼用空気はそれぞれのバーナ５ａおよび５ｂでの燃焼時
に使用される。
の燃焼ガスのインナ−カバ−１の円周に沿った流れの方
向が、蓄熱式燃焼バーナ４ａと４ｂの場合と同じよう
に、逆方向となっている。そして、蓄熱式燃焼バーナ５
ａと５ｂの燃焼と排ガス吸引の関係は、蓄熱式燃焼バー
ナ４ａと４ｂの関係と同じようになっており、蓄熱体７
ａや７ｂに蓄熱された熱エネルギーは、蓄熱体６ａや６
ｂと同様に燃焼用空気の予熱に使用され、予熱された燃
焼用空気はそれぞれのバーナ５ａおよび５ｂでの燃焼時
に使用される。
【００２３】また、蓄熱式燃焼バーナ５ａと５ｂの設置
位置は、蓄熱式燃焼バーナ４ａと４ｂが設置された位置
から、炉壁２の円周方向に沿って１８０度離れた位置で
ある。そして、図１（ａ）に示すように、蓄熱式燃焼バ
ーナ４ａが紙面に向かって燃焼ガスを噴出しているよう
に配置したときには、蓄熱式燃焼バーナ５ａは、逆に紙
面の方から燃焼ガスを噴出している。このとき蓄熱式燃
焼バーナ４ｂは紙面に向かって燃焼ガスを吸引してお
り、蓄熱式燃焼バーナ５ｂは紙面に向かって燃焼ガスを
吸引している（図において、○中に・印を表示したもの
は燃焼ガスが紙面の方から流れ出していることを表し、
○中に×印を表示したものは燃焼ガスが紙面に向かって
流れて込んでいることを表す）。
位置は、蓄熱式燃焼バーナ４ａと４ｂが設置された位置
から、炉壁２の円周方向に沿って１８０度離れた位置で
ある。そして、図１（ａ）に示すように、蓄熱式燃焼バ
ーナ４ａが紙面に向かって燃焼ガスを噴出しているよう
に配置したときには、蓄熱式燃焼バーナ５ａは、逆に紙
面の方から燃焼ガスを噴出している。このとき蓄熱式燃
焼バーナ４ｂは紙面に向かって燃焼ガスを吸引してお
り、蓄熱式燃焼バーナ５ｂは紙面に向かって燃焼ガスを
吸引している（図において、○中に・印を表示したもの
は燃焼ガスが紙面の方から流れ出していることを表し、
○中に×印を表示したものは燃焼ガスが紙面に向かって
流れて込んでいることを表す）。
【００２４】蓄熱式燃焼バーナ４ａと５ａとは、約３０
秒毎に、同一タイミングで燃焼と排ガス吸引を繰り返
し、蓄熱式燃焼バーナ４ｂと５ｂも、また同一タイミン
グで燃焼と排ガス吸引を繰り返す。そして、蓄熱式燃焼
バーナ４ａと５ａとで燃焼しているときには、蓄熱式燃
焼バーナ４ｂと５ｂでは排ガスを吸引し、逆に蓄熱式燃
焼バーナ４ｂと５ｂとで燃焼しているときには、蓄熱式
燃焼バーナ４ａと５ａでは排ガスを吸引する。
秒毎に、同一タイミングで燃焼と排ガス吸引を繰り返
し、蓄熱式燃焼バーナ４ｂと５ｂも、また同一タイミン
グで燃焼と排ガス吸引を繰り返す。そして、蓄熱式燃焼
バーナ４ａと５ａとで燃焼しているときには、蓄熱式燃
焼バーナ４ｂと５ｂでは排ガスを吸引し、逆に蓄熱式燃
焼バーナ４ｂと５ｂとで燃焼しているときには、蓄熱式
燃焼バーナ４ａと５ａでは排ガスを吸引する。
【００２５】なお、図１（ｂ）の符号１０および１１は
各バーナへの燃料の流量を調整する流量調整弁である。
各バーナへの燃料の流量を調整する流量調整弁である。
【００２６】蓄熱式バーナは高温の予熱空気が得られ、
雰囲気ガスを巻き込みながら緩慢な燃焼をするので、燃
焼ガスの長手方向について通常の連続燃焼バーナよりも
温度差の小さい加熱を行うことができる。この実施例
は、上記のように構成したので、一定時間毎に燃焼を切
り替えることにより、燃焼ガスの円周に沿った流れが逆
方向となり、円周方向の同一位置が交互に燃焼排ガスの
燃焼開始位置となるとともに燃焼終了位置となるので、
さらに円周方向の炉温の均一化を図ることができる。
雰囲気ガスを巻き込みながら緩慢な燃焼をするので、燃
焼ガスの長手方向について通常の連続燃焼バーナよりも
温度差の小さい加熱を行うことができる。この実施例
は、上記のように構成したので、一定時間毎に燃焼を切
り替えることにより、燃焼ガスの円周に沿った流れが逆
方向となり、円周方向の同一位置が交互に燃焼排ガスの
燃焼開始位置となるとともに燃焼終了位置となるので、
さらに円周方向の炉温の均一化を図ることができる。
【００２７】また、蓄熱式燃焼バーナは燃料の種類にも
よるが、製鉄所の副生ガス（Ｃガス）を用いた場合、燃
焼排ガスの約８０％が吸引側のバーナーで炉外に排出さ
れる。煙道以外に炉外への排出口を持たない連続燃焼バ
ーナに比べ炉内上下方向のガス流れが少ないので、各バ
ーナ組の付近の温度が燃焼負荷を調整することによって
他部分の影響を受けずに調整できる。炉内の高さ方向の
数点で、炉内温度ないし実体温度を計測し、目標値から
ずれた場合は上下二組以上を独立して燃焼負荷を調節す
ることによって、炉内の上下方向の温度分布が均一にな
る。
よるが、製鉄所の副生ガス（Ｃガス）を用いた場合、燃
焼排ガスの約８０％が吸引側のバーナーで炉外に排出さ
れる。煙道以外に炉外への排出口を持たない連続燃焼バ
ーナに比べ炉内上下方向のガス流れが少ないので、各バ
ーナ組の付近の温度が燃焼負荷を調整することによって
他部分の影響を受けずに調整できる。炉内の高さ方向の
数点で、炉内温度ないし実体温度を計測し、目標値から
ずれた場合は上下二組以上を独立して燃焼負荷を調節す
ることによって、炉内の上下方向の温度分布が均一にな
る。
【００２８】２本１組の蓄熱式燃焼バーナを２組を、炉
の高さ方向にＬb ／Ｌo が０．３５〜０．６の範囲とな
るように配置し、かつ上段の組と下段の組の蓄熱式燃焼
バーナを円周方向で対向する位置に配置したのは、次の
理由によるものである。
の高さ方向にＬb ／Ｌo が０．３５〜０．６の範囲とな
るように配置し、かつ上段の組と下段の組の蓄熱式燃焼
バーナを円周方向で対向する位置に配置したのは、次の
理由によるものである。
【００２９】すなわち、炉の高さ方向の炉温の均一化
を、燃焼バーナの数を極力少なくして達成するために、
炉の高さ方向に一定間隔をおいて上述したような２本１
組の蓄熱式燃焼バーナを２組配置した場合に、炉の高さ
方向の間隔をどの程度にし、かつ上下の組の蓄熱式燃焼
バーナを炉の円周方向にどの程度ずらして（以下設置角
度という）配置すれば、燃焼排ガスの攪拌性が最もよく
なり、したがって最も均熱性が高まるかを炉高５．３
ｍ、内径４．６ｍ、インナーカバー高さ４．７ｍ、同外
径３．６ｍの加熱炉について検討した。
を、燃焼バーナの数を極力少なくして達成するために、
炉の高さ方向に一定間隔をおいて上述したような２本１
組の蓄熱式燃焼バーナを２組配置した場合に、炉の高さ
方向の間隔をどの程度にし、かつ上下の組の蓄熱式燃焼
バーナを炉の円周方向にどの程度ずらして（以下設置角
度という）配置すれば、燃焼排ガスの攪拌性が最もよく
なり、したがって最も均熱性が高まるかを炉高５．３
ｍ、内径４．６ｍ、インナーカバー高さ４．７ｍ、同外
径３．６ｍの加熱炉について検討した。
【００３０】そのための実験装置としては、図２（ａ）
の斜視図および図２（ｂ）の平面図に示す１／４０スケ
ールの水モデル装置を使用した。実験に際しては、連続
燃焼中の燃焼ガス速度に対応する速度でバーナ位置から
水を噴出させ、アルミ微粉のトレーサを瞬間的に注入
し、炉内で拡散する状態を観測した。
の斜視図および図２（ｂ）の平面図に示す１／４０スケ
ールの水モデル装置を使用した。実験に際しては、連続
燃焼中の燃焼ガス速度に対応する速度でバーナ位置から
水を噴出させ、アルミ微粉のトレーサを瞬間的に注入
し、炉内で拡散する状態を観測した。
【００３１】そして、上述した燃焼排ガスの攪拌性の良
否を判断する指標として、吸引側バーナ位置で観測した
トレーサの濃度分布から、次の式（１）で求められる値
Ｋを使用した。
否を判断する指標として、吸引側バーナ位置で観測した
トレーサの濃度分布から、次の式（１）で求められる値
Ｋを使用した。
【００３２】 Ｋ＝σ／（Ｓ／Ｓref ）1/2 …………（１） ただし、 Ｓ：トレーサ分布パターンの作る面積（下
記の数１により定義される） Ｓref ：トレーサ分布パターンの作る基準面積 σ：標準偏差（下記の数２により定義される）
記の数１により定義される） Ｓref ：トレーサ分布パターンの作る基準面積 σ：標準偏差（下記の数２により定義される）
【００３３】
【数１】
【００３４】
【数２】
【００３５】図３は、トレーサー注入後の経過時間ｔと
炉内でのトレーサーの集積・離散にともなう輝度Ｅ
（ｔ）の変化との関係を示すグラフ、換言すればトレー
サーの分布状態を示すグラフである。（ａ）は燃焼側の
バーナ位置で、（ｂ）、（ｃ）は吸引側バーナ位置で測
定した輝度Ｅ（ｔ）の変化状態を示す図であり、（ｂ）
は炉内でトレーサが良く攪拌されている状態が観測され
たとき、（ｃ）はトレーサが炉内の一部しか観測されず
いわゆるショートパスが発生しているときの分布状態を
示す図である。基準化するために、吸引側バーナ位置で
トレーサ分布パターンの作る基準面積をＳref とし、
（１）式によって評価すると、炉内のトレーサの攪拌状
態がＫに比例して表現できることがわかった。このＫの
値は式の構成上、大きい程攪拌性がよくなる。
炉内でのトレーサーの集積・離散にともなう輝度Ｅ
（ｔ）の変化との関係を示すグラフ、換言すればトレー
サーの分布状態を示すグラフである。（ａ）は燃焼側の
バーナ位置で、（ｂ）、（ｃ）は吸引側バーナ位置で測
定した輝度Ｅ（ｔ）の変化状態を示す図であり、（ｂ）
は炉内でトレーサが良く攪拌されている状態が観測され
たとき、（ｃ）はトレーサが炉内の一部しか観測されず
いわゆるショートパスが発生しているときの分布状態を
示す図である。基準化するために、吸引側バーナ位置で
トレーサ分布パターンの作る基準面積をＳref とし、
（１）式によって評価すると、炉内のトレーサの攪拌状
態がＫに比例して表現できることがわかった。このＫの
値は式の構成上、大きい程攪拌性がよくなる。
【００３６】図２（ａ）斜視図に示す炉高ＬO を一定と
し、上下段のバーナ対の間隔Ｌb を種々変化させるとと
もに、図２（ｂ）に示す上下段のバーナ対間の設置角度
θを０度と１８０度に変化させて、上述したＫの値がど
のように変化するかを調べた。
し、上下段のバーナ対の間隔Ｌb を種々変化させるとと
もに、図２（ｂ）に示す上下段のバーナ対間の設置角度
θを０度と１８０度に変化させて、上述したＫの値がど
のように変化するかを調べた。
【００３７】その結果を図４のグラフに示す。図４は、
横軸に上述した炉高ＬO と上下段のバーナ対間の間隔Ｌ
b との比Ｌb ／ＬO を、縦軸に攪拌性の良否を示すＫを
とり、設置角度θと燃焼バーナの流速（実機流速に換
算）とをパラメターとして、整理したものである。
横軸に上述した炉高ＬO と上下段のバーナ対間の間隔Ｌ
b との比Ｌb ／ＬO を、縦軸に攪拌性の良否を示すＫを
とり、設置角度θと燃焼バーナの流速（実機流速に換
算）とをパラメターとして、整理したものである。
【００３８】この図から、Ｌb ／ＬO が０．３５〜０．
６程度にすることにより、均熱性がよくなることが推定
できる。
６程度にすることにより、均熱性がよくなることが推定
できる。
【００３９】また、実機流速４．９１ｍ／ｓで比較する
と、上下段のバーナ設置角度は、０度よりも１８０度の
対向配置とするほうが、攪拌性がよく、したがって均熱
性がよくなることが分かる。
と、上下段のバーナ設置角度は、０度よりも１８０度の
対向配置とするほうが、攪拌性がよく、したがって均熱
性がよくなることが分かる。
【００４０】以上のような結果から、本発明の範囲をＬ
b ／ＬO が０．３５〜０．６でかつ上下段のバーナを対
向配置としたのである。
b ／ＬO が０．３５〜０．６でかつ上下段のバーナを対
向配置としたのである。
【００４１】本発明の実施形態の二重円筒型間接加熱炉
は、上述のように構成されているので、インナ−カバ−
１が一様に加熱され、加熱されるコイル１２もまた均一
に加熱される。
は、上述のように構成されているので、インナ−カバ−
１が一様に加熱され、加熱されるコイル１２もまた均一
に加熱される。
【００４２】
【発明の効果】この発明により、炉内のの円周方向およ
び炉高さ方向の温度分布が均一となるので、被加熱物を
均一に加熱することができる。また、蓄熱式バーナを用
いているので、高い熱効率が達成できる。
び炉高さ方向の温度分布が均一となるので、被加熱物を
均一に加熱することができる。また、蓄熱式バーナを用
いているので、高い熱効率が達成できる。
【図１】本発明の第一の実施形態の加熱炉の操業方法を
適用した加熱炉の説明図であり、（ａ）は本発明の実施
例の二重円筒型間接加熱炉の縦断面図、（ｂ）は本発明
の実施例の二重円筒型間接加熱炉の横断面図である。
適用した加熱炉の説明図であり、（ａ）は本発明の実施
例の二重円筒型間接加熱炉の縦断面図、（ｂ）は本発明
の実施例の二重円筒型間接加熱炉の横断面図である。
【図２】二重円筒型間接加熱炉の攪拌性を調査した水モ
デル装置の説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平
面図である。
デル装置の説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平
面図である。
【図３】トレーサー注入後の経過時間ｔと炉内でのトレ
ーサーの集積・離散にともなう輝度Ｅ（ｔ）の変化との
関係を示すグラフであり、（ａ）は燃焼側のバーナ位置
で、（ｂ）、（ｃ）は吸引側バーナ位置で測定した輝度
Ｅ（ｔ）の変化状態を示す図である。
ーサーの集積・離散にともなう輝度Ｅ（ｔ）の変化との
関係を示すグラフであり、（ａ）は燃焼側のバーナ位置
で、（ｂ）、（ｃ）は吸引側バーナ位置で測定した輝度
Ｅ（ｔ）の変化状態を示す図である。
【図４】Ｌb ／ＬO とＫの関係を、バーナの炉円周方向
の設置位置をパラメターとして表したグラフである。
の設置位置をパラメターとして表したグラフである。
【図５】従来の二重円筒型間接加熱炉の側断面図であ
る。
る。
１ インナ−カバ− ２ 炉壁 ３ 燃焼室 ４ａ、４ｂ 蓄熱式燃焼バーナ ５ａ、５ｂ 蓄熱式燃焼バーナ ６ａ、６ｂ 蓄熱体 ７ａ、７ｂ 蓄熱体 ８ 三方弁 ９ 四方弁 １０ 流量調整弁 １１ 流量調整弁
Claims (2)
- 【請求項１】 交番燃焼し、燃焼ガスの噴出方向が互い
に逆方向となるように近接して配置された２本１組の蓄
熱式燃焼バーナを、炉壁の高さ方向に間隔をおいて２組
以上配置した二重円筒型間接加熱炉。 - 【請求項２】 前記蓄熱式燃焼バーナが２組であり、そ
れらの高さ方向距離Ｌ b と炉壁の高さＬo との比Ｌb ／
Ｌo が０．３５〜０．６で、かつ上下２組の蓄熱式燃焼
バーナを円周方向の対向する位置に配置したことを特徴
とする請求項１記載の二重円筒型間接加熱炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327505A JPH09166319A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 二重円筒型間接加熱炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7327505A JPH09166319A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 二重円筒型間接加熱炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166319A true JPH09166319A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18199895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7327505A Pending JPH09166319A (ja) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | 二重円筒型間接加熱炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09166319A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111400958A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-10 | 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 | 一种基于ansys的高温碳化炉氧含量分布的模拟方法 |
-
1995
- 1995-12-15 JP JP7327505A patent/JPH09166319A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111400958A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-10 | 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 | 一种基于ansys的高温碳化炉氧含量分布的模拟方法 |
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