JPS61106721A - 均熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■３発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、炉内温度を一定に保持して被加熱物を内部ま
で均一に加熱する均熱炉の改良に関づる。

（従来の技術） 均熱炉は、バーナの燃焼をｆｆ、ＩＩ　Ｉｎ　Ｌ、て炉
内を所定温度に保ち、被加熱物の内部までがその温度に
達するまで均一に加熱するものである。この均熱炉にお
いて炉内の温度分布の均一化は、均熱度を高める上で重
要な要因の一つであるが、従来の均熱炉の多くはバーナ
の配置及び数ｍに十分な検討が為されるに止まり、燃焼
量の変更に伴う火炎形状の変化が温度分布に与える影響
について配慮しているものは見当たらない。通常は、火
炎が被加熱物に直接触れるとスケールを発生させるため
、被加熱物に対して平行にかつ離れて火炎が形成される
ようにバーナを水平に配置し、噴射の勢いで被加熱物と
の間の間隔をほぼ一定に保つように火炎を形成する所謂
水平燃焼するように６２けられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来の均熱炉にあっては、火炎自体
の噴射モーメンタムに火炎形状が依存しているため、バ
ーナ燃焼量が絞られると、それに従って火炎が小さくな
って勢いを失い火炎の先端側を浮上させる問題を有して
いる。このターンダウン時の火炎の浮上は、火炎と被加
熱物との間の間隔を場所によって変えるため均熱加熱中
の被加熱物の温度分布を不均一にして均熱度を低下させ
る要因となる。

本発明は、火炎の浮上を防止して炉内の温度分布を均一
にし、均熱度の高い加熱を実現し得る均熱炉を提供する
ことを目的とする。

■９発明の構成 （問題点を解決するための手段） 斯かる目的を達成するため、本発明の均熱炉は、−組の
蓄熱器を介して送Ｊｉｔ機の吐出側と吸入側を均熱炉の
バーナの周囲に夫々接続しかつ該送８ａ機と前記蓄熱器
との間で流れの方向を交互に切替可能に設け、前記蓄熱
器のいずれか一方を通過させてＪ友き取る炉内ガスを前
記送風機にて圧送し他方の蓄熱器を経由させて前記バー
ナの周辺から火炎に沿って噴出させ、火炎の形状を保つ
ようにしたものである。

′旨　　　　　　　　　　　　（実施例）以下、本発明
の構成を図面に示す一実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図に本発明をスラブ用均熱炉に応用した一実施例を
概略説明図で示す。この均熱炉は、バーナの周辺に設け
られた炉内ガス循環システムを除いて一般的なスラブ用
均熱炉と構成を同様にしている。即ち、該均熱炉は、耐
火物（炉本体）１で包囲された燃焼室（以下、炉内とも
いう）２に被加熱物３を収容し、バーナ４によって直接
加熱されて高温となったガス（以下、燃焼ガス）を燃焼
室２内に導入して対流させる間に被加熱物３を対流伝熱
により加熱するものである。尚、被加熱物３の炉内２に
おける支持はスキッドレール５によって行なわれる。

ここで、バーナ４は、それ自体特別な構造である必要は
なく、公知のあるいは新規のバーナの中から当該均熱炉
に好適な種類、型式のバーナを退官選定すれば良く、本
実施例の場合外部混合形のガスバーナが採用されている
。そして、該バーナ４は従前の均熱炉と同様に、炉本体
１に対して水　　　　１平に近い状態で装着され、水平
燃焼を可能にしている。また、このバーナ４は、通常複
数個採用され、燃焼室２内を所定湯度に昇温させるに必
要な熱ｍを一群のバーナから１りるようにして、温度分
布の均一化が図られている。

前記バーナ４の周囲には炉内ガスを抜き取りあるいは噴
き出す給排ボート６Ａ、６Ｂが設けられている。このボ
ート６Ａ、６Ｂは、送風１ｌＩ８の吸込み側１０あるい
は吐出側１１のいずれかに選択的に接続可能な一組の蓄
熱器７Ａ、７Ｂに大々振分けて接続され、一方のボート
から炉内ガスを抜き取ると同時に他方のボートから抜き
取った炉内ガスを噴き出すように設けｌうれている。例
えば本実施例の場合には、二組に分れる４個のボート６
Ａ、６Ｂがバーナタイル９に設けられ、そのうちの−組
のボート（以下、第１ボートともいう）６Ａが蓄熱器７
Ａに接続され、他の一組のボート（以下第２ボートとも
いう）６Ｂが蓄熱器７Ｂに接続されている。このとき、
対を成す一組のボート６Ａ及び６Ｂは夫々対角線上に位
置し、他方の蓄熱器に連通ずるポート６Ａ若しくは６Ｂ
に対して対称的に配置され、いずれのボートから炉内ガ
スが噴出する場合にも火炎１２の上下から炉内ガスが噴
き出されるように設けられている。本実施例の場合には
、一つのボートが給気ボートと排気ボートとを兼ねてい
るが、夫々専用ボートとする場合には、炉内ガスを抜き
取るためのボートはバーナ４の周囲に設ける必要はなく
、バーナ４から離れた炉本体１の側壁若しくは天井ある
いは床に設置することも任意である。この場合、ボート
を専用化するため、方向制御弁あるいは仕切弁を組合せ
使用することなどによって、蓄熱器７Ａ、７Ｂの切替え
に対応させて各ボートと蓄熱器との間でガスの流れ方向
を切替えるように設けることが必要である。尚、ボート
６Ａ、６Ｂの数及び配置は上述のものに限定されるもの
ではなく、少なくとも炉内ガスを抜き取る１つのボート
と、炉内ガスを火炎１２に沿って噴き出させる１つのボ
ートが存在すれば実施可能である。

前記蓄熱器７Ａ、７Ｂは、固体又は液体を内蔵し、その
顕熱、潜熱又は化学反応を利用して一時的に熱を蓄える
ものであって、通過させる炉内ガスの組成等に悪影響を
与えないものが採用される。

例えば、本実施例の場合には、断熱材製の若しくは断熱
材を組込んだ容器にアルミニウムボールの如きチェッカ
ーを充填したものが採用されている。

この蓄熱器７Ａ、７Ｂは少なくとも２個で１組を成し、
送風機８の吐出側１１と吸込み側１０に夫々連結され２
、送ＩＩ１機８の吐出側１１あるいは吸込み側１０のい
ずれか一方と選択的に連結され、炉内ガス循環路を構成
するように設けられている。

該循環路において、ガスの流れ方向の切替えは、各蓄熱
器７Ａ、７Ｂの分岐管に設置された各仕切弁１０Ａ、１
１Ａ、ＩＯＢ、ＩＩＢを操作することによって行われる
。勿論、各蓄熱器７Ａ、７Ｂと送風機８の吸込み側１０
並びに吐出側１１との間に三方弁若しくは四方弁を設け
、該方向制御弁の切替え操作によってガスの流れ方向を
切替える）、１　　　　ようｃ＋、、ｒも良パ・上）杢
０各イ士切弁１０Ａ・　１１Ａ、１０Ｂ、１１Ｂの切替
え操作は自動若しくは手動によって一定時間置きにある
いは蓄熱器７Ａ若しくは７Ｂを通過するガスの温度を測
定してこれが所定温度に達したときに行われ得るように
設けられる。例えば、各仕切弁１０Ａ、、１１Ａ、１０
Ｂ、１１３に：電磁弁を採用し、これをタイマ（図示省
略）若しくは温度センサ（図示省略）からの電気信号に
よって制御するようにしても良い。

尚、送風機８としては、蓄熱器７Ａ若しくは７Ｂを経由
したガスが炉内にお（プる温度（１２００℃前後）に比
して比較的低温の１００〜２００℃に低下するため、通
常排ガス等の圧送に使用される公知の送Ｊ！１１の使用
が可能である。この送ＩＩＩＩＩＩ８は各バーナ４毎に
装備しても良いが、集合ダクトを用いて幾つかのバーナ
の炉内ガス循環用送風機として共用することもある。ま
た、蓄熱器７Ａ及び７Ｂも各バーナ４毎に装備する必要
はない。

一般に蓄熱室と呼ばれる大形の蓄熱器（図示省略）を設
けて各バーナ４からの炉内ガスを集合させかつ各バーナ
４へ向けて炉内ガスを分散させるようにしても良い。

（作用〉 以上のように構成された均熱炉によると、次のように操
作することによってターンダウン時のバーナ火炎の浮上
りを抑制して炉内の温度分布を均一に保ら得る。

均熱炉の炉内温度は被加熱物の目的加熱温度に合せて調
整される。例えば、被加熱物３を１２００’Ｃに昇温さ
せる場合には、炉内２の温度は１２００℃を越えないよ
うにバーナ４の燃焼が制御される。例えば、炉内２の温
度は天井から吊下げられている温度センサによって炉内
で最も温度が高いバーナ付近で測定され、その測定個所
の温度が所定温度に達すると、バーナ４の燃焼を絞って
それ以上の高温にならないように制御される。

このとき、バーナ燃焼量が絞られるに従って、火炎１２
に勢いがなくなり浮上し始めるので、送ｆｆ１ｌ１８を
作動させて炉内ガスを循環させバーナ火炎１２に沿って
噴出させる。例えば、送Ｊｕ１機８の稼動下に仕切弁１
１Ａ、１０Ｂを開く一方仕切弁１１８．１０Ａを閉じる
と、ボート６Ｂから炉内ガスが抜き取られボート６Δか
らバーナ火炎１２に沿って噴き出される。炉内２から抜
き取られたガスは蓄熱器７Ｂを通過する間に保有熱を奪
われ１００〜２００℃の低温になっているので、４００
〜４５０’Ｃ程度までしか耐られない公知の送風機８で
あっても駆動しかつ十分低動力で圧送し１ｑる。しかも
、送ＩＩ機８に圧送されるガスは再び他方の蓄熱器７Ａ
を通過する間に加熱され、炉内温度と大差ない高温とな
りてボート６Ａから噴き出されるので炉内温度を低下さ
せることがない。蓄熱器７Ａ若しくは７Ｂを通過するガ
スの温度が所定値に達すると、例えば蓄熱器７Ｂを通過
するガスが２００℃程度になると、仕切弁を切替えてガ
スの流れを変える。つまり、仕切弁１１Ａ、１０Ｂを閉
じると共に同１０Ａ、１１Ｂを開き、ボート６Ａから炉
内ガスを抜き取って蓄熱器７Ａ→送１！１１Ｍ８→蓄熱
器７Ｂと経由してボート６Ｂから噴き出させる。このと
き、炉内ガスは蓄熱器７Ａで熱を捨て、蓄熱器７Ｂで先
程の逆流時に捨てた熱を拾うことになる。

炉内ガスの循環噴射は、ターンダウン時のバーナ火炎１
２の浮上りを抑制して火炎１２を仮想線で示す状態から
水平状態に保つと共に被加熱物３に沿って拡散させるよ
うに作用するため、温度分布の均一化に効果的である。

この炉内ガスの循環噴射はターンダウン時に主に実施さ
れるが、定格燃焼時に実施可能なことは言うまでもない
。また、ターンダウンに先立って、いずれか一方の蓄熱
器７Ａ若しくは７Ｂをあらかじめ加熱しておくことが必
要なので、少なくとも定格燃焼の末ＩＩＩには炉内ガス
の循環は開始されるであろう。

■１発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の均熱炉は、−
組の蓄熱器を介して送風機の吐出側と吸入側を均熱炉の
バーナの周囲に夫々接続しかつ該送風機と前記蓄熱器と
の間で流れの方向を交互に切替可能に設け、前記蓄熱器
のいずれか一方を通過させて抜き取る炉内ガスを前記送
風機にて圧送゛１“：　　　　　し他方の蓄熱器を経由
させて前記バーナの周辺か′°１ ら火炎に沿って噴出させるようにしたので、炉内温度を
一定に保持するためバーナ燃焼量が絞られでも、その火
炎の周辺から噴き出される炉内ガスの噴射モーメンタム
によって火炎の噴き上りが抑制され被加熱物に沿って火
炎が形成されるため、炉内の温度分布が不均一になるこ
とがない。しかも、このとき火炎に沿って噴出される炉
内ガスは、蓄熱器を経由させることによって、高温に耐
え得ない送風機に導かれるときだけは冷風とされるが、
圧送され炉内へ帰還するときには炉内温度とほぼ同じ温
度の高温ガスとして噴き出されるため、炉内温度並びに
温度分布を乱すことがない。

依って、本発明の均熱炉は、ターンダウン時においても
火炎の浮上を防止して炉内の温度分布を均一にし、均熱
度の高い加熱を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の均熱炉の一実施例を示す概略説明図、
第２図はバーナ部分の正面図である。 ２・・・炉内、３・・・加熱物、４・・・バーナ、６Ａ
、６Ｂ・・・ボート、７Ａ、７Ｂ・・・蓄熱室、８・・
・送ＩＩＩ機、９・・・バーナタイル、１０・・・送Ｊ
ｉｌｌｌ［の吸込み側、１１・・・送ＪＩＩｍの吐出側
、１２・・・火炎。 特許出願人　　　日本ファーネス工業株式会社手続補正
口（自発） 昭和６０年６月１２日 特許庁長官　　　志、賀　　　学　　殿１、事件の表示 昭和５９年　特許願　第２２５．９５６号２、発明の名
称 均熱炉 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　東京都港区芝５丁目３３番７号名　称　　日
本ファーネス工業株式会社代表者　　１）中　　良　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一組の蓄熱器を介して送風機の吐出側と吸入側を均熱炉
   のバーナの周囲に夫々接続しかつ該送風機と前記蓄熱器
   との間で流れの方向を交互に切替可能に設け、前記蓄熱
   器のいずれか一方を通過させて抜き取る炉内ガスを前記
   送風機にて圧送し他方の蓄熱器を経由させて前記バーナ
   の周辺から火炎に沿って噴出させ、火炎の形状を保つよ
   うにしたことを特徴とする均熱炉。