JPH11148605A - 蓄熱器バーナ - Google Patents

蓄熱器バーナ

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JPH11148605A
JPH11148605A JP10263010A JP26301098A JPH11148605A JP H11148605 A JPH11148605 A JP H11148605A JP 10263010 A JP10263010 A JP 10263010A JP 26301098 A JP26301098 A JP 26301098A JP H11148605 A JPH11148605 A JP H11148605A
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JP
Japan
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regenerator
nozzle
burner
fuel supply
heat
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Application number
JP10263010A
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English (en)
Inventor
Joachim Wunning
ヴュニンク ヨアヒム
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Original Assignee
Individual
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/66—Preheating the combustion air or gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/02—Arrangements of regenerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/03005—Burners with an internal combustion chamber, e.g. for obtaining an increased heat release, a high speed jet flame or being used for starting the combustion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱式に空気を予熱する工業用バーナを改良
して、円筒形の外管の内部に配置された複数の蓄熱器の
構造を単純にすると共に高い蓄熱能を得させ、かつ低Ｎ
Ｏｘエミッションで運転可能にする。 【解決手段】 バーナヘッド８を起点として延びる外管
２１内の中心に燃料供給手段１２が共軸に配置されてお
り、燃焼空気と燃焼排ガスとでそれぞれ交互に負荷され
る２つの蓄熱器２６，２７が、前記燃料供給手段に対し
て共軸の２つの環状室２４，２５内に配置されており、
両環状室が、前記燃料供給手段１２を包囲して該燃料供
給手段の軸方向長さの少なくとも一部分にわたって前記
外管内に延在して互いに半径方向で内外に位置するよう
に形成されており、かつ前記の両環状室の、バーナヘッ
ド８とは反対の側の端部では、交互に入口ノズルと出口
ノズルとして作動可能なノズル手段３９，４０が前記の
両環状室に対応して配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に工業用炉の炉
室を加熱するための蓄熱器バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄熱器バーナとは、蓄熱式に空気を予熱
しつつ作動し、かつそのために概ね２つの組込んだ蓄熱
器でもって作業し、交互に高熱の燃焼排ガスと冷たい燃
焼空気とによって向流動作で両蓄熱器を負荷するように
なっている工業用バーナのことである。このような蓄熱
器バーナは、所謂「復熱器バーナ」として、つまり復熱
器を組込んだ工業用バーナとして比較的高い空気予熱を
達成することを可能にする。蓄熱器バーナによって得ら
れる空気予熱比は９０％にまで達し、つまり排ガス入口
温度が例えば１０００℃の場合、燃焼空気は約９００℃
に予熱される。
【０００３】高い空気予熱の故に、蓄熱器を組込んだ工
業用バーナは、極めて優秀な効率で作動する。しかしな
がら該工業用バーナは概してＮＯｘを低下させるための
処置を必要とする。このような蓄熱器バーナの１例が、
同一出願人の出願による欧州特許出願公開第０６８５６
８３号明細書に記載されている。
【０００４】該蓄熱器バーナでは、燃料ランスを共軸に
包囲する環状室内に、共軸に通流させるただ１つの蓄熱
器が設けられており、該蓄熱器の蓄熱エレメントは、互
いに積み重ねられた個々の蓄熱ディスクから成ってい
る。該蓄熱器にはセラミック製の燃焼室が後置されてお
り、該燃焼室は、横断面で見てほぼクローバの葉状に成
形された１つのノズルを介して炉室へ開口しており、か
つ該燃焼室内でガスと空気は、炉室の着火温度（約８０
０℃）に達するまで燃焼される。次いでガス供給は、炉
室における燃焼のために切換えられる。該蓄熱器バーナ
は１つの蓄熱器しか装備していないので、次いで該蓄熱
器バーナは断続的に２つの運転サイクルで運転される。
第１の運転サイクル中、燃料供給及び燃焼空気供給を遮
断することによって該蓄熱器バーナの蓄熱器を高熱の炉
排ガスが通流させられて、蓄熱器の蓄熱エレメントを加
熱する。該蓄熱器が加熱されると直ちに、排ガス弁と燃
焼空気弁とを相応に切換えることによって、第２の運転
サイクルが開始され、この第２の運転サイクル期では蓄
熱器の蓄熱エレメントつまり蓄熱ディスクを燃焼空気が
逆方向に通流させられ、従って該燃焼空気は、これが燃
焼室内へ流入しかつ其処から炉室内へ流入する前に、予
熱される。この周期的運転の故に実際には、対を成して
運転され、交互に燃焼空気と炉排ガスとで負荷される、
この形式の蓄熱器バーナが少なくとも２つ必要である。
大抵の場合、例えば直接加熱の場合、或いは当該刊行物
において説明されているような２つの枝管を有する放熱
管の場合、２つのバーナを配置することが妨げになるこ
とはない。また炉壁の外部に配置された蓄熱器を有する
２つの蓄熱器バーナの類似の配置・構成も欧州特許出願
公開第０２９３１６８号明細書に基づいて公知になって
いる。
【０００５】同一出願人の出願による欧州特許出願公開
第０４６３２１８号明細書に開示された別の蓄熱器バー
ナの構成では、半径方向間隔をおいて燃料ランスを包囲
する１つの共軸の空気案内円筒体の全周をめぐって６個
の蓄熱カートリッジが配置されており、しかも該蓄熱カ
ートリッジは、バーナを収容する炉壁開口内に位置して
いる。各蓄熱カートリッジは、流動方向で相前後して配
置されていて互いに上下に積み重ねられた所定数のセラ
ミック製蓄熱ブロックから成り、該蓄熱ブロックは連続
的な流動通路を有している。各蓄熱カートリッジは、蓄
熱ブロックを収容する管状に形成された鋼薄板製の外側
ジャケットを備え、該外側ジャケットの炉室寄りの側に
ノズル室が接続しており、該ノズル室の底壁内には夫々
２つのノズルが配置されている。蓄熱カートリッジの全
てのノズルは、燃料ランスに対して共軸の１つの仮想円
上に位置しており、しかも夫々隣り合ったノズルは等し
い軸距を有している。蓄熱カートリッジのノズル室は、
前記空気案内円筒体に接続されたセラミック製の燃焼室
を包囲し、該燃焼室内へ燃料ランスが開口している。燃
焼室は、炉室内において必要とされる約８００℃の着火
温度を得させることができる。蓄熱カートリッジはグル
ープ別に２つの運転サイクルで作動させられ、しかも一
方の運転サイクルでは蓄熱カートリッジを高熱の燃焼排
ガスが通流して加熱し、他方の運転サイクルでは該蓄熱
カートリッジは、該蓄熱カートリッジを通流する冷たい
燃焼空気に対して、蓄えた熱を放出する。円筒状の蓄熱
カートリッジ間には、著しい楔形無駄容積が残存するの
で、蓄熱器の蓄熱能が制限されている。
【０００６】原理的に類似した事項が、欧州特許出願公
開第０７１５１２３号明細書に基づいて公知になってい
る蓄熱器バーナに就いても該当する。この場合、中心の
燃料ランスに対して共軸の管の内部に配置された両方の
蓄熱器が、１実施形態によれば、軸線を共通の仮想円上
に位置せしめた所定数の蓄熱カートリッジによって形成
されており、また別の実施形態では燃料ランスに対して
共軸の環状室内に配置されており、該環状室は、複数の
半径方向隔壁によって区画されている。セクター状の区
画は、例えばセラミック製の蜂の巣形ブロックとして形
成されて互いに積み重ねられた蓄熱エレメントを収容し
ている。このように構成された両蓄熱器は、２つの相互
に回動可能な穴あき円板を有する弁装置によって、高熱
の燃焼排ガス又は冷たい燃焼空気によって交互に負荷さ
れる。円環状に配置された蓄熱カートリッジを有する実
施形態の場合には、前述の楔形無駄容積が当て嵌まるの
に対して、第２の実施形態では、蓄熱エレメントを収容
する円筒形管及び、該円筒形管内に挿入される複数の半
径方向隔壁をセラミック材料から製作せねばならないの
で、その製作が煩雑である。この場合特に厄介な封隙問
題が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術を出発
点とする本発明の課題は、蓄熱式に空気を予熱する工業
用バーナ、所謂「蓄熱器バーナ」を改良して、円筒形の
外管の内部に配置された複数の蓄熱器の構造を単純にす
ると共に、高い蓄熱能を得させ、かつ低ＮＯｘエミッシ
ョンで運転するのに適した構造を得ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、請求項１の特徴部に記載したよ
うに、外管内の中心に燃料供給手段が共軸に配置されて
おり、バーナヘッドが燃焼空気供給・燃焼ガス排気装置
を内蔵し、該バーナヘッドを起点として前記外管が延び
ており、燃焼空気と燃焼排ガスとでそれぞれ交互に負荷
される２つの蓄熱器が設けられており、しかも両蓄熱器
が、前記燃料供給手段に対して共軸の２つの環状室内に
配置されており、両環状室が、前記燃料供給手段を包囲
して該燃料供給手段の軸方向長さの少なくとも一部分に
わたって前記外管の内部に延在して互いに半径方向で内
外に位置するように形成されており、かつ前記の両環状
室の、バーナヘッドとは反対の側の端部に、交互に入口
ノズルと出口ノズルとして作動可能なノズル手段が前記
の両環状室に対応して配設されている点にある。
【０００９】つまり本発明の新規な蓄熱器バーナでは両
蓄熱器が、燃料供給手段（例えば燃料ランス）を包囲す
る２つの環状室内に同心的に配置されており、この両環
状室はその軸方向長さの少なくとも一部分にわたって半
径方向で内外に位置するように、前記の両環状室を包囲
する円筒形の外管内に配置されている。燃焼空気と燃焼
排ガスは、慣用のように周期的に両蓄熱器に切換えられ
る。燃焼空気と燃焼排ガスとを周期的に切換え制御する
ための切換え弁は原則としてバーナヘッドに直接位置し
ている。
【００１０】蓄熱器を収容する両環状室には、バーナヘ
ッドとは反対の側の端部でノズル手段が対応配設されて
おり、該ノズル手段は交互に入口ノズルと出口ノズルと
して作動することができる。該ノズル手段は、リング状
に配分して配置された所定数のノズルオリフィスを有
し、該ノズルオリフィスの中心軸線は、少なくともほ
ぼ、燃料供給手段（例えば燃料ランス）に対して同心的
な１つの仮想円上に位置しており、かつ前記ノズルオリ
フィスは、交互に、場合によってはグループ別に、一方
又は他方の蓄熱器の蓄熱エレメントに接続する。複数の
ノズルオリフィスは有利な実施形態では、ほぼ蛇行状に
成形された１つのノズルリングによって画成されてお
り、該ノズルリングは、両蓄熱器の少なくとも一方の蓄
熱器の共軸管に連通されている。
【００１１】ノズル手段と少なくとも半径方向内位の蓄
熱器との間に燃焼室が配置されており、該燃焼室内へ、
特に始動運転用の燃料供給装置が導入されているのが有
利である。約８００℃への加熱動作中に燃焼ガスが燃焼
室に供給される一方、所属の蓄熱器は燃焼空気で負荷さ
れる。このことは取りも直さず、炉室を運転温度にする
間の時間中、出力が半分になることを意味している。し
かしながら実地においてはこのことは大抵の場合許容さ
れる。しかし必要とあれば、半径方向外位の蓄熱器に
も、環状燃焼室と独自の燃焼ガス供給手段を装備するこ
とが可能であり、これによって加熱期中にもフル出力が
供与される。勿論この構成に伴って第２の点火装置と監
視装置が必要になり、或る程度の出費は免れない。
【００１２】両蓄熱器を同心的に配置することによって
得られる重要な更なる利点は、セラミック製蓄熱エレメ
ントを収容する管、燃焼室、ノズル手段及び、高い温度
に曝されるその他の部品を耐高温性の薄肉壁のセラミッ
ク材料（Schlickerguss）から製作することができる点
にある。ノズル手段が、前記の実質的に蛇行状に成形さ
れたノズルリングから成っている場合、該ノズルリング
は、薄肉壁のセラミック材料から簡単に製作でき、かつ
所属の管内へ差し込むことによって簡便に組立てられ、
しかも該ノズルリング内に、ノズルオリフィスを半径方
向内寄りで制限する閉鎖蓋部材を挿入することが可能で
ある。炉室寄りで両蓄熱器の入口ノズルオリフィスと出
口ノズルオリフィスとを、センターの燃料供給手段（例
えばガスランス）を中心とする１つの円環上に交互にか
つ対称的に配置することによって、炉室内及び放熱ジャ
ケット管内における燃焼ガスの良好な再循環が得られ
る。
【００１３】本発明の新規な蓄熱器バーナは、端面側の
閉鎖された単脚形のジャケット管、いわゆる放熱ジャケ
ット管と併用するのに特に適している。しかし又、該蓄
熱器バーナは炉室を直接加熱するためにも使用すること
ができる。直接加熱のためには、炉室の炉壁に相応に穿
設された開口内に蓄熱器バーナが装嵌されている場合、
内位の炉壁側領域内に位置するノズル手段が自由に炉室
内へ開口するように構成されている。
【００１４】新規な蓄熱器バーナの両蓄熱器は、軸方向
に通流可能な複数の通路を有するリング状の蓄熱エレメ
ントを内蔵しているのが有利である。異なった熱膨張な
どに起因したコントロール不能の破損を避けるために、
リング状の蓄熱エレメントは、互いに並列に位置するよ
うに配置された複数のセクター状のリングセグメントに
分割されているのが有利である。
【００１５】本発明の新規な蓄熱器バーナのその他の有
利な構成は、請求項２以降に記載した手段から明らかで
ある。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に図面に基づいて本発明の１実
施例を詳説する。
【００１７】図示の蓄熱器バーナは炉室１を加熱するた
めに使用され、該炉室は、断面図で示した炉壁２によっ
て制限されており、該炉壁は、貫通する円筒形の開口３
を有している。該開口３内にセラミック製の放熱ジャケ
ット管４が気密に挿嵌されており、該放熱ジャケット管
は、炉室１内へ突入している部分の端面側５で閉鎖され
ており、かつ、一体成形されたリングフランジ６とシム
７とを介して炉壁２の外面に支持されている。
【００１８】放熱ジャケット管４の上には、炉壁２の外
側で共軸のバーナヘッド８が載設されており、該バーナ
ヘッドの鋼製ケーシング９の内面には、断熱材料１０で
内張りが施されている。バーナヘッド８の上には燃料分
配器１１が座着し、該燃料分配器から、放熱ジャケット
管４に対して共軸の燃料ランス１２が、前記放熱ジャケ
ット管４内へ突入して燃料供給手段を形成している。該
燃料ランス１２には、略示した弁１３を介して概ね天然
ガス又はそれに類するガスが供給される。半径方向間隔
をとって前記燃料ランス１２を包囲する燃料供給管１４
が燃料分配器１１から延びており、該燃料供給管は燃料
ランス１２よりも短く、かつ弁１５を介して同じく燃料
（天然ガス又は類似のガス）で負荷される。
【００１９】燃料供給管１４は、薄い管壁のセラミック
材料から成る円筒形の内管１６によって半径方向間隔を
とって包囲されており、該内管は一端を封隙されてバー
ナヘッド８内へ挿嵌されている。内管１６は、符号１７
で略示したように熱伝導不良・高温安定性のセラミック
断熱材料によって、前記燃料供給管１４に対して熱絶縁
されている。
【００２０】内管１６は、薄い管壁のセラミック材料か
ら成る共軸の中管１８によって、比較的大きな半径方向
間隔をとって包囲されており、この中管１８は管端部１
９でリングフランジ２０に固着されており、かつ該リン
グフランジを介してバーナヘッド８に保持されている。
前記中管１８に対して共軸に、やはり薄い管壁のセラミ
ック材料から成る円筒形の外管２１が設けられており、
該外管は端部でリングフランジ２２と結合されかつ該リ
ングフランジを介してバーナヘッド８に保持されてい
る。
【００２１】内管１６と、該内管に対して共軸の中管１
８と、図１から判るように放熱ジャケット管４から半径
方向間隔をとって延びる外管２１との間には、２つの同
心的な環状室２４，２５が形成されており、両環状室
は、燃料ランス１２に対して共軸に、しかも半径方向で
見て互いに内外に位置するように構成されている。環状
室２４，２５内には２つの蓄熱器２６，２７が配置され
ており、両蓄熱器は夫々、セラミック材料から成るリン
グ状の蓄熱エレメント２８を内蔵し、該蓄熱エレメント
の構造は、特に図２からも見ることができる。
【００２２】リング状の蓄熱エレメント２８は、内法幅
約２ｍｍの複数の軸方向貫通路を有している。該蓄熱エ
レメントは、周方向で互いに突合せて配置されたセクタ
状の複数のリングセグメント２９に分割されている。こ
れによって、熱応力に起因したコントロール不能の折損
が避けられる。リング状の蓄熱エレメント２８は軸方向
で小さな間隙３０によって互いに隔離されており、前記
の間隙３０は、図示を省いたスペーサ片によって規定さ
れている。更にまた蓄熱エレメント２８は、図１に示し
たように、中管１８の凸縁材３１及び外管２２の凸縁材
３２の上にそれぞれ支持されている。更に図１から判る
ように両方の蓄熱器２６，２７は、その軸方向長さの大
部分にわたって互いにオーバーラップするように炉壁２
の内部に位置しており、しかも半径方向外位の蓄熱器２
７が大凡その軸方向全長にわたって外管２１内に収容さ
れているのに対して、半径方向内位の蓄熱器２６はほぼ
半分だけバーナヘッド８の内室に延びている。
【００２３】外管２１は、炉室１に対面した方の端面側
の符号３３の領域で、漏斗状に内向きに窄められている
ので、炉室１の方へテーパを成す錐面を有している。外
管２１の漏斗状に窄められた領域３３の内側にノズルリ
ング３４（図１及び図３参照）が装着されており、該ノ
ズルリングはほぼ蛇行状に襞取りされており、かつその
外周面は、漏斗状に窄められた領域３３の傾斜に相応し
て成形されている。ノズルリング３４は軸方向で中管１
８にまで張出して、図１から判るように該中管に内面を
当接している。ノズルリング３４内には、ポット状又は
キャップ状の閉鎖蓋３５が挿嵌されており、該閉鎖蓋
は、ノズルリング３４の円錐形に形成された内壁３６
に、等しい円錐角度を有する周域でもって支持されてお
り、かつ該閉鎖蓋は軸方向ではノズルリング３４を超え
て炉室１内へ突入している。閉鎖蓋３５は中心に開口３
７を有し、該開口を燃料ランス１２が貫通している。
【００２４】但し閉鎖蓋３５は燃料ランス１２の軸方向
で見れば、半径方向外位の蓄熱器２７の蓄熱エレメント
２８の下位に位置していて中管１８と外管２１とによっ
て画成された環状室３８にほぼ達するまで、ノズルリン
グ３４の軸方向高さの約半分にわたって延びているにす
ぎない。図示のように挿嵌されたノズルリング３４の領
域が外側を漏斗状に窄めた領域３３によって画成され、
また内側を閉鎖蓋３５によって画成されたことによっ
て、蛇行状に襞取りされたノズルリング３４内には、互
いに並列的に位置する通路状の複数のノズルオリフィス
３９，４０が形成されており、該ノズルオリフィスはほ
ぼ台形横断面の形状であり、かつ該ノズルオリフィスの
中点は、図３に符号４１で示したように、燃料ランス１
２に対して共軸の仮想円上に位置している。従って半径
方向内向きに炉室１の方に斜めに方位づけられた軸線を
有するノズルオリフィス３９，４０は、燃料ランス１２
をめぐって均等に配分されて対称的に配置されている。
ノズルオリフィス３９は、半径方向外位の蓄熱器２７の
環状室３８へ開口しているのに対して、前記ノズルオリ
フィス３９に対して並列的に位置するノズルオリフィス
４０は、燃料ランス１２に対して共軸の燃焼室４２へ通
じ、該燃焼室は、中管１８とノズルリング３４と閉鎖蓋
３５によって画成されている。該燃焼室４２には、半径
方向内位の蓄熱器２６の直ぐ下の領域で燃料供給管１４
が開口しており、該燃料供給管は、燃料ランス１２の外
周に配置されたバッフル板４３と相俟ってノズル状の燃
料出口を制限している。燃焼室４２を貫通する燃料ラン
ス１２の側方に位置していてイオン化監視素子を配設し
た点火電極４４が、前記燃焼室４２内へ導かれており、
該点火電極に配設された電気接続装置は燃料分配器１１
の上に座着しており、かつ符号４５で示されている。
【００２５】燃料ランス１２の口金及び閉鎖蓋３５から
軸方向間隔をおいて放熱ジャケット管４内には、共軸の
セラミック製の炎管４６が配置されており、該炎管は、
破線４７で略示した複数本の薄いウェブによって位置決
めして保持されている。
【００２６】バーナヘッド８内には、リングフランジ２
０によって軸方向で相互に離隔された２つの環状室４
８，２５が形成されており、しかも環状室４８は半径方
向内位の蓄熱器２６に、また環状室２５は半径方向外位
の蓄熱器２７に連通している。両環状室４８，２５には
流入／流出通路５０，５１が開口しており、該流入／流
出通路は、切換え弁装置５２を介して選択的に燃焼空気
供給導管５３又は燃焼ガス排気導管５４に連通すること
ができる。
【００２７】前記の蓄熱器バーナは原理的には、同一出
願人によって出願された欧州特許出願公開第０４６３２
１８号明細書又は欧州特許出願公開第０６８５６８３号
明細書に開示されている方式で作動する。
【００２８】冷えた休止状態から始まる始動運転におい
て先ず燃料供給管１４と半径方向内位の蓄熱器２６を介
して炉室４２に燃料と燃焼空気が供給される。空気と燃
料の混合気は点火電極４４によって着火されて燃焼され
る。高熱の燃焼排ガスは、ノズルオリフィス３９を通っ
て放熱ジャケット管４内へ流入して該放熱ジャケット管
の内周壁を擦過し、かつノズルオリフィス４０と環状室
３８と半径方向外位の蓄熱器２６と燃焼ガス排気導管５
４を経て導出される。放熱ジャケット管４内で点火温度
（約８００℃）に達すると直ちに燃料供給管１４を介し
ての燃料供給は遮断され、かつ燃焼室４２の外部で開口
する燃料ランス１２に切換えられる（弁１３／１５）。
該燃料ランス１２から噴出する燃料（概ねガス）は、炎
管４６内及び、ノズルオリフィス３９から噴出する空気
噴流のための空気案内コーンとして作用する閉鎖蓋３５
と前記炎管４６との間に介在する領域内で酸化され、そ
れと同時に、ノズルオリフィス３９から噴出する運動量
（インパルス）の作用によって強く回旋される高熱排ガ
スと燃料との強力な混和が行われる。放熱ジャケット管
４を介しての炉室１内への放熱によって冷却された排ガ
スは、出口ノズルとして作用するノズルオリフィス４０
を介して、半径方向外位の蓄熱器２７と燃焼ガス排気導
管５４を通って流出し、それに伴って該蓄熱器２７のセ
ラミック製の蓄熱エレメント２８が加熱される。
【００２９】前記蓄熱器２７がフルに加熱されると即座
に切換え弁装置５２が切換わるので、その結果燃焼空気
が今度は高熱の蓄熱器２７を通流して予熱される一方、
高熱の燃焼ガスは、今度は入口ノズルとして作用するノ
ズルオリフィス３９と燃焼室４２とを経て、半径方向内
位の蓄熱器２６を通流し、かつ該蓄熱器のセラミック製
の蓄熱エレメント２８を加熱する。
【００３０】従ってノズルリング３４のノズルオリフィ
ス３９，４０は、図１に矢印で略示したように周期的に
入口ノズルと出口ノズルとして動作する。なお図１に示
した順逆方向の矢印５５はノズルオリフィス３９の交互
通流を表し、また順逆方向の矢印５６はノズルオリフィ
ス４０の交互通流を表している。
【００３１】図１に図示した蓄熱器バーナは、一端の閉
鎖された放熱ジャケット管４と協働し、該放熱ジャケッ
ト管は、炎管４６、内管１６、中管１８及び外管２１並
びにノズルリング３４及び閉鎖蓋３５と同様に、原則と
して２〜５ｍｍの壁厚を有する薄い肉厚のセラミック材
料から成っている。しかし原則として該蓄熱器バーナは
炉室１の直接加熱のためにも使用することができ、但し
その場合は放熱ジャケット管４は省かれる。その他の点
の配置構成は原則として、図１に示した通りである。
【００３２】燃料供給管１４を介して燃料を燃焼室４２
内へ噴入し、かつ半径方向内位の蓄熱器２６を介してだ
け燃焼空気を該燃焼室に供給するようになっている前記
の始動運転では、図示の実施例の蓄熱器バーナは半分の
出力で作動するにすぎない。これは概ね欠点ではない。
【００３３】しかし必要ならば、始動運転中に半径方向
外位の蓄熱器２７を使用することも可能である。この目
的のためにはその場合、環状室３８は環状燃焼室として
使用され、そのために該環状燃焼室には、図示を省いた
燃料供給装置と点火装置が装備される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図３のＩ−Ｉ断面線に沿って軸方向に断面して
概略的に示した本発明の蓄熱器バーナの側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面線に沿って断面して示し
た図１の蓄熱器バーナの平面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面線に沿って断面して
示した図１の蓄熱器バーナの平面図である。
【符号の説明】
１ 炉室、 ２ 炉壁、 ３ 円筒形の開口、
４ 放熱ジャケット管、 ５ 端面側、 ６ リ
ングフランジ、 ７ シム、 ８ バーナヘッド、
９ 鋼製ケーシング、 １０ 断熱材料、 １１
燃料分配器、 １２ 燃料ランス、 １３
弁、 １４ 燃料供給管、 １５ 弁、 １６
内管、 １７ セラミック断熱材料、 １８ 中
管、 １９管端部、 ２０ リングフランジ、 ２１
外管、 ２２ リングフランジ、 ２４，２５
環状室、 ２６，２７ 蓄熱器、 ２８ 蓄熱エ
レメント、 ２９ リングセグメント、 ３０ 間
隙、 ３１，３２ 凸縁材、 ３３ 窄め領域、
３４ ノズルリング、 ３５ 閉鎖蓋、 ３６内
壁、 ３７ 開口、 ３８ 環状室、 ３９，４０
ノズルオリフィス、 ４１ 仮想円、 ４２
燃焼室、 ４３ バッフル板、 ４４点火電極、 ４
５ 電気接続装置、 ４６ 炎管、 ４７ ウェ
ブ、４８ 環状室、 ５０，５１ 流入／流出通
路、 ５２ 切換え弁装置、５３ 燃焼空気供給導
管、 ５４ 燃焼ガス排気導管

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に工業用炉の炉室を加熱するための蓄
    熱器バーナにおいて、外管（２１）内の中心に燃料供給
    手段（１２）が共軸に配置されており、バーナヘッド
    （８）が燃焼空気供給・燃焼ガス排気装置（２５，４
    ８，５１，５０）を内蔵し、該バーナヘッド（８）を起
    点として前記外管（２１）が延びており、燃焼空気と燃
    焼排ガスとでそれぞれ交互に負荷される２つの蓄熱器
    （２６，２７）が設けられており、しかも両蓄熱器（２
    ６，２７）が、前記燃料供給手段（１２）に対して共軸
    の２つの環状室（２４，２５）内に配置されており、両
    環状室が、前記燃料供給手段（１２）を包囲して該燃料
    供給手段の軸方向長さの少なくとも一部分にわたって前
    記外管（２１）の内部に延在して互いに半径方向で内外
    に位置するように形成されており、かつ前記の両環状室
    （２４，２５）の、バーナヘッド（８）とは反対の側の
    端部に、交互に入口ノズルと出口ノズルとして作動可能
    なノズル手段（３４；３９，４０）が前記の両環状室
    （２４，２５）に対応して配設されていることを特徴と
    する、蓄熱器バーナ。
  2. 【請求項２】 両蓄熱器（２６，２７）の各々が、軸方
    向に通流可能な複数の通路を有するリング状の蓄熱エレ
    メント（２８）を内蔵している、請求項１記載の蓄熱器
    バーナ。
  3. 【請求項３】 リング状の蓄熱エレメント（２８）が、
    複数のセクター状のリングセグメント（２９）に分割さ
    れている、請求項２記載の蓄熱器バーナ。
  4. 【請求項４】 炉室（１）の炉壁（２）の相応の開口
    （３）内に装嵌された蓄熱器バーナの両蓄熱器（２６，
    ２７）が少なくとも部分的には前記炉壁（２）の領域内
    に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項
    記載の蓄熱器バーナ。
  5. 【請求項５】 ノズル手段が、リング状に配分して配置
    された多数のノズルオリフィス（３９，４０）を有し、
    該ノズルオリフィスの中心軸線が、少なくともほぼ、燃
    料供給手段（１２）に対して同心的な１つの仮想円（４
    １）上に位置しており、かつ前記ノズルオリフィスが、
    交互に、場合によってはグループ別に、一方又は他方の
    蓄熱器（２６，２７）の蓄熱エレメント（２８）に接続
    する、請求項１から４までのいずれか１項記載の蓄熱器
    バーナ。
  6. 【請求項６】 複数のノズルオリフィス（３９，４０）
    が、ほぼ蛇行状に成形された１つのノズルリング（３
    ４）によって画成されており、該ノズルリングが、両蓄
    熱器（２６，２７）の少なくとも一方の蓄熱器（２７）
    の共軸管（２１）に連通されている、請求項５記載の蓄
    熱器バーナ。
  7. 【請求項７】 ノズルリング（３４）内に、ノズルオリ
    フィスを半径方向内向きに制限する蓋部材（３５）が挿
    嵌されている、請求項６記載の蓄熱器バーナ。
  8. 【請求項８】 ノズル手段（３４；３９，４０）と少な
    くとも半径方向内位の蓄熱器（２６）との間に燃焼室
    （４２）が配置されており、該燃焼室内へ、特に始動運
    転用の燃料供給装置（１４）が導入されている、請求項
    １から７までのいずれか１項記載の蓄熱器バーナ。
  9. 【請求項９】 少なくともノズル手段（３４）と両蓄熱
    器（２６，２７）のセラミック製蓄熱エレメント（２
    ８）とを収容する管（１６，１８，２１）が薄肉壁のセ
    ラミック材料から成っている、請求項１から８までのい
    ずれか１項記載の蓄熱器バーナ。
  10. 【請求項１０】 炉室（１）の炉壁（２）の相応の開口
    （３）内に装嵌された蓄熱器バーナの、前記炉壁の内壁
    面寄りの領域内に位置するノズル手段（３４；３９，４
    ０）が、前記炉室（１）内へ自由に開口するように配置
    されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の
    蓄熱器バーナ。
  11. 【請求項１１】 端面側の閉鎖された放熱ジャケット管
    （４）を有し、該放熱ジャケット管内へノズル手段（３
    ４；３９，４０）が開口している、請求項１から７まで
    のいずれか１項記載の蓄熱器バーナ。
  12. 【請求項１２】 放熱ジャケット管（４）が、薄肉壁の
    セラミック材料から成っている、請求項１１記載の蓄熱
    器バーナ。
JP10263010A 1997-09-17 1998-09-17 蓄熱器バーナ Pending JPH11148605A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102563654A (zh) * 2012-02-25 2012-07-11 佛山市科皓燃烧设备制造有限公司 一种自身蓄热式燃气烧嘴
CN104109753A (zh) * 2014-07-15 2014-10-22 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 一种辊底炉用空气单蓄热式烧嘴

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100332694B1 (ko) * 1999-09-13 2002-04-17 손재익 공기 유로 변환기를 구비한 축열식 복사형 가스 연소기
EP1101924A1 (de) 1999-11-16 2001-05-23 BHKW Betreiber GmbH & Co. Anlagen KG Energiewandler und Verfahren zum Betrieb eines Energiewandlers
KR100481369B1 (ko) * 2000-03-13 2005-04-07 주식회사 포스코 축열식 버너장치
ITMI20032327A1 (it) * 2003-11-28 2005-05-29 Techint Spa Bruciatore a gas a basse emissioni inquinanti.
CZ302827B6 (cs) * 2005-06-14 2011-11-30 Kalousek@Zdenek Regeneracní horákový systém
EP1995515B1 (de) * 2007-05-23 2013-10-30 WS-Wärmeprozesstechnik GmbH Unterstützter FLOX-Betrieb und Brenner dafür
ITMI20112380A1 (it) * 2011-12-23 2013-06-24 Danieli Off Mecc Sistema di combustione autorigenerativo a basse emissioni di nox
ITMI20131931A1 (it) 2013-11-20 2015-05-21 Tenova Spa Bruciatore industriale autorigenerativo e forno industriale per la conduzione di processi di combustione autorigenerativa
EP3032171B1 (de) 2014-12-09 2018-01-31 WS-Wärmeprozesstechnik GmbH Regenerativ beheiztes Strahlrohr
US20210131662A1 (en) * 2019-10-30 2021-05-06 Honeywell International Inc. Recuperative gas burner for industrial applications and method of operating the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB540797A (en) * 1940-04-29 1941-10-30 Howden James & Co Ltd Improvements in or relating to air preheaters for use with boiler plant
US2795213A (en) * 1954-12-30 1957-06-11 Air Preheater Zoned air heater
JPH0623605B2 (ja) * 1987-05-26 1994-03-30 日本ファーネス工業株式会社 ラジアントチューブバーナ
EP0463218B1 (de) * 1990-06-29 1994-11-23 Joachim Dr.-Ing. Wünning Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von Brennstoff in einem Verbrennungsraum
US5848885A (en) * 1993-12-03 1998-12-15 Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha Regenerative burner and regenerative heat exchange system applicable thereto
DE4419332A1 (de) * 1994-06-02 1995-12-14 Wuenning Joachim Industriebrenner mit geringer NO¶x¶-Emission
DE4420477C2 (de) * 1994-06-11 2000-05-04 Ws Waermeprozestechnik Gmbh Industriebrenner mit regenerativer Luftvorwärmung
TW278124B (ja) * 1994-10-14 1996-06-11 Toyota Motor Co Ltd

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102563654A (zh) * 2012-02-25 2012-07-11 佛山市科皓燃烧设备制造有限公司 一种自身蓄热式燃气烧嘴
CN104109753A (zh) * 2014-07-15 2014-10-22 河北钢铁股份有限公司唐山分公司 一种辊底炉用空气单蓄热式烧嘴

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Publication number Publication date
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DE59808336D1 (de) 2003-06-18
EP0903539B1 (de) 2003-05-14
KR19990029822A (ko) 1999-04-26

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