JPS61268979A - 雰囲気の異なるガス流の分離を保証するための方法および装置 - 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】 気のガス流の分離を確保するための装置に関する。

一定の雰囲気のガス流が絶えず互いに分離された状態で
案内されなければならない多数の使用分野が存在してい
る。例えば炉内において材料の熱処理もしくは焼成の際
、材料は燃焼ガスが異なる組成を有している帯域を通過
し、および／又は焼成すべき材料の熱工程によって決定
する材料特性を得るため、炉内において一定のガス雰囲
気の帯域が常時分離されていることが保証されなければ
ならない。

他のすべての使用領域の代表例として窯業工業における
連続加熱炉、例えば磁器一ゆう焼における雰囲気分離の
問題がある。

この場合、トンネル形状に形成された炉は例えば異なる
ガス雰囲気の二つの帯域に、いわゆる加熱帯域或いは清
浄帯域に分割されており、これらの帯域に窓材の送り方
向で還元帯域が接続している。

加熱帯域もしくは清浄帯域内では著しい酸化作用を伴う
雰囲気が生じるが、一方還元帯域はその還元作用を行う
雰囲気によって特徴ずけられ、この雰囲気により特に鉄
イオンの還元が達せられ、これに伴い窓材の変色が回避
される。

この場合問題となるのは、清浄帯域から還元帯域への移
行部である。還元帯域内で燃焼ガスが窓材の送り方向と
は反対方向に指向して流れるので、この燃焼ガスは（窓
材の送り方向で見て）還元帯域の前方に設けられている
洗浄帯域内にも導入され、従って正確な分離は不可能で
ある。これに加えて、上記様式の旧来の炉にあっては炉
道の上方領域内の温度は常に下領域内における温度より
も幾分高い。しかし、加熱帯域から還元帯域内への移行
は一定の温度の下に行われなければならないので、この
理由からしても酸化作用を以て働く帯域と還元作用を以
て働く帯域の明確な分離は不可能である。それどころか
常に「還元光々」が酸化作用をもって働く加熱帯域内に
入り込み、これにより焼成すべき窓材の品質が損なわれ
る。

しかし１異なる雰圃気の分離の際の上記の課題は炉、特
に工業炉においてのみ生じるばかりでなく、異なる性質
のガス流を互いに分離して案内しなければならないすべ
ての分野で生じる。

本発明の課題は、中空室、特に炉内における雰囲気分離
、即ち異なった雰囲気を、特にこの炉が流動する媒体を
有している場合可能な限り一定の面に浴って分離した状
態で案内するための解決策を提供することである。

上記の課題は本発明により特許請求の範囲第１項および
第３項に記載の特徴によって解決される。

更に本発明は、特許請求の範囲第２３項および第２４項
に記載の本発明による方法および装置の特定分野へ適用
することも課題としている。

本発明による装置によシ、一定の雰囲気を備えた一方の
炉部分の燃焼ガスを意図して、しかも以下のように案内
することが可能となる。即ち、燃焼ガスが引き続き本来
の流動方向とは異なる流動方向で再び第一の炉部分に戻
し案内され、この場合この戻し案内されたガスが有、（
・」に約９０°の角度で、即ち本来の流動方向九対して
横方向で炉内に戻し供給されるように、燃焼ガスの案内
が可能となる。即ち、本発明による装置は実際に第二の
および他の雰囲気が支配している可能な限り多くの炉部
分に対して「流れ制動」、即ち「分離カーテン」として
作用する。

９０°の角度がしばしば特に有利であることが明らかで
あるが、事情によってはガスが本来の流動方向に対して
反対方向での流動分力で戻し案内される方法適用分野も
存在している。

構造的に特に簡単な解決策にあっては、一定のガス組成
を有する炉部分内のガスの吸引と戻し案内は逆送管路内
に間接的に或いは直接的に開口していてかつ当該炉部分
から走っている吸引管路を介して達せられ、この場合こ
の管路を介して行われる流動を助勢するために適当な「
吸気」を発生させる煙突が間挿される。この場合、付加
的に送風機を管路道程内に設けるのが有利である。

有利な実施例にあっては、逆送管路の該当する路部分内
への入口にイ／ゼクタ・く−ナとして形成されかつ設け
られている高速バーナが設けられている。その際バーナ
炎の流出速度が高いことにより、逆送管路内に存在して
いる燃焼ガスが吸引され、剥ぎ取られ、炉室に戻され、
同時に再燃焼される。この原生じる吸気により、常に多
量の燃焼ガスが逆、送管路からおよびその前方に設けら
れた吸引管路から、そして最後に炉から吸引され、本来
の流動方向に対して位置ずれした方向で炉内に道案内さ
れる。

この場合全装置は一定のガス雰囲気を備えている一方の
炉部分の領域内に、しかも異なる雰囲気を有する他方の
炉部分の直ぐ手前に存在している。

本発明の他の構成によシ、多数の吸引管路と逆送管路と
が設けられていて、これらの管路は間挿された補集管路
内を走っており、この場合貫流するガス量を調節し得る
ように個々の管路内にスライド弁が設けられている。

本発明によシイレエクショ／バーナを使用することによ
り、燃焼ガスの吸引も、これに引き続いて行われるこの
ガスの再燃焼も達せられる。

戻し案内、特に本来の流動方向に対して垂直な戻し案内
により、炉管路内での物質の移送方向に逆行する燃焼ガ
スの追従流れが困止され、従ってこの燃焼ガスはもはや
他の炉雰囲気を持った隣接する炉部分内に侵入すること
がない。

本発明にあっては、直に隣接している炉部分内での異な
る雰囲気の分離をより最適にするために１炉断面を縮小
する分離壁が使用される。

例えば磁器−ゆう焼がまにちりでは、この分離壁は天蓋
から炉管路内に摺動可能に、しかも還元帯域の領域内で
（物質の移送方向に対して反対方向で見て）酸化帯域の
直ぐ手前に設けられる。その際インジェクションバーナ
もまた一つ或いは多数の分離壁の手前に設けられ、従っ
て（この場合もまたそれぞれ移送方向とは反対方向で見
て）一つ或いは多数の分離壁の手前に「流れ制動部」が
形成される。

本発明による装置の有効性は、特に炉内の一燃焼ガスの
流動速度が高い場合でも、これらの多数の分離壁が互い
に間隔を以て、かつインジェクションバーナが炉側壁内
で個々の分離壁間でそれぞれ相対して設けられているこ
とにより更に改善される。このようＫして、「室」はあ
たかも、これらの室内においてインジェクションバーナ
によりその都度物質の移送方向に対して垂直に経過する
流れが支配するように形成される。こうして炉断面内に
おける物質の移送方向に対して反対方向に経過するガス
流は相前後して形成される多数の「流れ制動部」により
阻止される。

過剰な燃焼ガスは管路の一つ或いは多数から出ている煙
突を経て吸引される。

成る使用分野にあっては事情によっては、インジェクシ
ョンバーナを作動させるのに一つの炉部分の転向された
燃焼ガスの残余酸素だけで充分である。即ち、この場合
インジェクションバーナの作動のため他の燃焼ガスを更
に供給する必要がない。

本発明の有利な他の構成により、異なるガス雰囲気の領
域間の分離位置にガス−測定装置が設けられ、このガス
−測定装置は一定の目標値に設定されており、ガス量が
この目標値を超過もしくは下回った場合スライド弁の位
置、バーナの位置或いは分離壁の位置の制御を誘起する
。

本発明により、極めて簡単なやり方で異なるガス雰囲気
の有効な分離が可能となる。また、本発明による方法お
よび装置は既存の設備にも容易に適用可能である。ガス
雰囲気の異なる部分の分離が改善されることにより、焼
成すべき物質の生産性もまた改善される。

以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明の詳
細な説明する。

図面に図示した炉は磁器をゆう焼するためのトンネル炉
であり、その炉道１０は底部１１、側壁１２．１３並び
にこれらの側壁上方に設けられた天蓋１４によって囲ま
れている。上に焼成すべき物質を載せた（図示していな
い）炉車は炉入口から出発して炉道１０を通って相対し
ている炉出口へと案内される。この場合物質の移送面は
第１図においては参照符号１６を付した線で示した。

物質は炉道１０を第１図において左から右方向へと通過
する。この場合加熱および清浄帯域１９は垂直に描いた
線１８まで続いており、この帯域に還元帯域１７が接続
している。異なる雰囲気を持ったこれら二つの帯域１７
．１９を分離するための装置は還元帯域の領域内で加熱
帯域１９の初端部の直ぐ手前に設けられている。この装
置の配役は特に第２図から良く認られる。

第２図は一点鎖線の中央線で分割した炉の二つの手部分
の断面を示している。

第２図の左半部分から、天蓋アーチ２１から出発して吸
引管路２２が設けられており、この吸引管路は垂直に上
方へと天蓋１４内に走っている。

炉道１０から吸引管路２２への移行部に対して間隔を以
て水平なスライド弁２３が設けられている。特にこのス
ライド弁は吸引管路２２の断面を縮小したり、もしくは
この吸引管路を遮断したシするようにこの吸引管路内に
設けられている。

このスライド弁２３の代わシに、吸引管路２２の断面を
縮小したシこの吸引管路を遮断したりする他のどんな手
段でも設けることが可能である。

スライド弁２３の天蓋１４内において、吸引管路２２の
垂直な部分は次いで湾曲部を経て水平部分に移行してお
り、この水平部分は焼成される物質の移送方向で走って
いる廃ガス補集管路２４内へと移行している。

次いで物質の移送方向で一第２図の左半部分から認られ
るように一廃ガス補集管路２４から出発して逆送管路２
５が位置ずれして走っておシ、この逆送管路は炉外壁２
１ａと左側の炉道内壁１０８間のほぼ中央において湾曲
部を経て垂直に下方へと走っている。

垂直な部分に后ってスライド弁２３とほぼ同じな他のス
ライド弁２６が設けられている。

逆送管路２５の垂直な部分は炉道１０の上方領域内でイ
ンジェクションバーナとして形勢された高速バーナ１５
の直ぐ傍らで終わっている。

この高速バーナは第２図に示すように左側炉側壁１２内
に、しかも底部１１から見て炉道１０の上方半部分向に
設けられている。

高速バーナ１５に相対して鏡像対称的に他の高速バーナ
１５が設けられており、この高速バーナは同様な様式で
間挿されたスライド弁２６を備えている逆送管路２５を
介して廃ガス補集管路２４に接続されている。

第１図から認めることができ、るように、相対して対を
なして設けられているバーナ１５は物質の移送方向で互
いに対して間隔を以て設けられており、この場合これら
のバーナ１５間にいわゆる間仕切り２８が設けられてい
る。この間仕切りは物質の移送方向に対して直角に走っ
ておりかつ炉の炉道１０内に炉天蓋１４から垂直に導入
可能なスライド弁であり、このスライド弁の側縁は場合
によっては僅かな間隔を以て炉側壁１２．１３の手前で
終わっている。これらの間仕切り２８は図示しだ実施例
の場合長方形であり、高き調節可能に、即ち程度の差こ
そあれ炉道１０内の深い位置に導入可能に設けられてい
る。これらの間仕切り２８により、還元帯域１７が本発
明による装置の領域内で、従って加熱領域１９の手前の
領域内であたかも単独の室であるかのように分割される
。

更に第１図から認られるように、廃ガス補集管路２４に
は上方向で間仕切り２９が接続しており、この間仕切り
の断面は煙道内に設けられたスライド弁或いは弁装置３
０によって調節可能である。

本発明による装置の作動態様は以下の通シである。

焼成される物質の移送方向が第１図においては左から右
方向へと指向しているが、ガスは還元領域１７内で物質
の移送方向とは反対方向で案内される。第一の（物質の
移送方向で見て反対方向で）間仕切り２８の前方に存在
している燃焼ガスは（ここでも物質の移送方向で見て反
対方向で）その前方に設けられている吸引管路２２を経
て廃ガス補集管路２４内に吸引される。

この場合この吸引作用は煙突２９０作用によりおよび／
又は高速バーナ１５の注入作用により誘起され、またこ
の高速バーナの配役によって、吸引管路２２を経て廃ガ
ス補集管路２４内に吸引されるガスが引き続き更に一つ
或いは多数の逆送管路２５を経てバーナ１５内に案内さ
れ、そこで剥ぎ取られて炉室内に戻され、この場合同時
に燃焼される。常にインジェクションバーナ１５により
条件ずけられる吸気によシ、常に多量の燃焼ガスが逆送
管路２５から、もしくは前方に接続された吸引管路２２
から、そして最終的に炉道１０から吸引管路２２を介し
て吸引され、本来の流動方向に対して（物質の移送方向
とは反対方向で）位置ずれした方向で炉内に戻される。

図示した実施例にあってはバーナ１５が設けられている
ことにより、燃焼ガスの本来の流動方向に対して９０°
だけ位置ずれした戻し案内が行われ、これにより一種の
流制動が形成される。このためには特に以下に述べる特
徴が著しく寄与する。即ち、それぞれ二つの高速バーナ
１５が対を成して相対して炉道１０内に設けられており
、従って流動方向が相対する方向に指向されかつ燃焼ガ
スの本来の移送方向に対して垂直方向で炉１０内に渦流
が生起されることが上記の炉挙動に寄与する。「流制動
」は一種の堰き止め体として本来のガス流に対抗作用を
する間仕切り２８の配役により助勢される。

原理的には、吸引管路２２の配設とこのようにして吸引
された燃焼ガスのこの燃焼ガスの本来の移送方向に対し
て特に垂直方向での戻し案内だけで、異なる雰囲気の分
離のための流制動の本発明による作用を達するのに充分
である。

しかも、図面に図示したような構成はこの流制動の多数
を相前後して設けた場合有利であり、この場合付加的な
調整手段および制御手段が設けられる０間仕切り２８が
移動可能でＳる。：、！：、およびスライド弁２３．２
６．３０が吸引管路２２１廃ガス補集管路２４並びに逆
送管路２５内に設けられていることにより、吸引されか
つ戻し案内される燃焼ガスの量および戻し案内の場所も
調節することが可能となる。

この場合例えば間仕切り２８の調節を二つの間仕切りの
間の炉道の内部空域内に突出している酸素量測定器で規
制するようにすることも可能である。同様に逆送管路２
５以外に個々の間仕切り２８の間に付加的に吸引管路２
２を設けることも可能である。

垂直方向に移動可能な間仕切り２８の代わりに、炉道に
対して水平方向に移動可能でありかつ場合によっては異
なるセグメントに分割可能でありかつ運動可能なスライ
ド板を使用することも可能である。

本発明による装置により、もはやガスすじが還元帯域１
７から加熱帯域および清浄帯域内にたつすることなく、
むしろこのガスすじは互いにはっきりと分別される。こ
れは可能な限り良好な品質を得るには望ましいことであ
る。本発明の枠内において、本発明の基本思想を変える
ことなく他の変形した実施例も可能である。即ち、例え
ばインジェクションバーナとして形成された高速バーナ
１５の代わりにだのバーナを使用することも可能である
。しかしその場合事情によっては、燃焼ガスの吸引管路
２２からの吸引を保証するために、送風機を設けること
により付加的な処置を講じる必要がある。更にこれらの
バーナを本来のガス案内方向とは異なる方向に指向させ
て、例えば本来の流方向とは異なる流動分力を以てもう
けることも可能である。

本発明による装置は、既存の炉設備に後程装備すること
も可能であると言う、利点を提供する。

本発明の、上記の明細書、図面および特許請求の範囲に
開示した特徴は本発明を実現するにあたってその種々の
実施形にあって単独でも或いはそれらの組み合わせにあ
っても汎用性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に装置を備えた磁器をゆう焼するための
トンネル炉の概略縦断面図、第２図は第１図の線１−１
に沿った横断面図。 図中符号は

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特に炉の異なる部分（１７、１９）内において雰囲
   気の異なるガス流の分離を保証するための方法において
   、第一の炉部分（１７）のガス流の少なくとも一部分を
   他の第二の炉部分 （１９）の直ぐ手前で吸引し、少なくとも部分的に第一
   の炉部分（１７）内に本来の流動方向と異なる流動方向
   で戻し案内することを特徴とする、雰囲気の異なるガス
   流の分離を保証するための装置。 ２、少なくとも部分的に吸引された炉ガスを本来の流動
   方向に対して９０°±２０°の角度で吸引する、特許請
   求の範囲第１項に記載の雰囲気の異なるガス流の分離を
   保証するための方法。 ３、特に炉の異なる部分（１７、１９）内で雰囲気の異
   なるガス流の分離を保証するための方法を実施するため
   の装置において、第一の炉部分（１７）のガス流の少な
   くとも一部分を他の第二の炉部分（１９）の直ぐ手前で
   導出しかつ本来の流動方向に対して異なる流動方向で第
   一の炉部分（１７）内に戻し案内するための手段（２２
   、２４、２５）が設けられていることを特徴とする、雰
   囲気の異なるガス流の分離を保証するための装置。 ４、第一の炉部分（１７）内で戻し案内可能なガス流を
   本来の流動方向に対して９０°±２０°の角度で導入可
   能であるように構成されている、特許請求の範囲第３項
   に記載の雰囲気の異なるガス流の分離を保証するための
   装置。 ５、一方のガス流を導出もしくは戻し案内するための手
   段（２２、２４、２５）が各々一つの吸引管路（２２）
   および逆送管路（２５）並びにガス流（１５、２９）の
   貫送を助勢するための装置を備えている、特許請求の範
   囲第３項或いは第４項に記載の雰囲気の異なるガス流の
   分離を保証するための装置。 ６、吸引管路（２２）と逆送管路（２５）がそれぞれ直
   かに移行し合つている、特許請求の範囲第５項に記載の
   雰囲気の異なるガス流の分離を保証するための装置。 ７、吸引管路（２２）および逆送管路（２５）が別個に
   形成されていて、一つ域いは多数の間挿された補集管路
   （２４）内に開口している、特許請求の範囲第５項に記
   載の雰囲気の異なるガス流の分離を保証するための装置
   。 ８、ガス流の貫送を助勢するための装置（１５、２９）
   が煙突（２９）を備えている、特許請求の範囲第５項か
   ら第７項までのいずれか一つに記載の雰囲気の異なるガ
   ス流の分離を保証するための装置。 ９、煙突（２９）が補集管路（２４）から出ている、特
   許請求の範囲第８項に記載の雰囲気の異なるガス流の分
   離を保証するための装置。 １０、ガス流の貫送を助勢するための装置（１５、２９
   ）がインジェクションバーナとして形成されかつ設けら
   れている高速バーナ（１５）を備えている、特許請求の
   範囲第５項から第９項までのいずれか一つに記載の雰囲
   気の異なるガス流の分離を保証するための装置。 １１、一つ或いは多数の高速バーナ（１５）がそれぞれ
   第一の炉部分（１７）内でこの炉部分内に指向して設け
   られている、特許請求の範囲第１０項に記載の雰囲気の
   異なるガス流の分離を保証するための装置。 １２、一つ或いは多数のバーナが本質的に転向されたガ
   ス流の本来の流動方向に対して垂直方向に指向されて炉
   側壁側に設けられている、特許請求の範囲第１０項或い
   は第１１項に記載の雰囲気の異なるガス流の分離を保証
   するための装置。 １３、それぞれ二つの高速バーナ（１５）が対をなして
   相対している炉壁（１２、１３）内にかつそのバーナノ
   ズルが相互に指向して同列に或いは高さおよび／又は側
   面で位置ずれするように設けられている、特許請求の範
   囲第１０項から第１２項までのいずれか一つに記載の雰
   囲気の異なるガス流の分離を保証するための装置。 １４、それぞれ一つの逆送管路（２５）が各々の高速バ
   ーナ（１５）に接近するようにもしくはこの高速バーナ
   （１５）から離間するように構成されている、特許請求
   の範囲第１０項から第１３項までのいずれか一つに記載
   の雰囲気の異なるガス流の分離を保証するための装置。 １５、ガス流の貫送を助勢するための装置が送風機を備
   えている、特許請求の範囲第５項から第１４項までのい
   ずれか一つに記載の雰囲気の異なるガス流の分離を保証
   するための装置。 １６、一つ或いは多数の吸引管路（２２）がジャンクシ
   ョン管路として炉道（１０）の天蓋領域（１４）から出
   ている、特許請求の範囲第５項から第１５項までのいず
   れか一つに記載の雰囲気の異なるガス流の分離を保証す
   るための装置。 １７、多数の吸引管路（２２）および逆送管路（２５）
   が互いに間隔を以てかつ本来のガス流の方向で相前後し
   て設けられている、特許請求の範囲第５項から第１４項
   までのいずれか一つに記載の雰囲気の異なるガス流の分
   離を保証するための装置。 １８、逆送管路（２５）が炉道（１０）内の側壁内に開
   口している、特許請求の範囲第１７項に記載の雰囲気の
   異なるガス流の分離を保証するための装置。 １９、相前後して設けられている吸引管路（２２）およ
   び／又は逆送管路（２５）間で炉道（１０）を横切るよ
   うに炉断面を縮小する仕切り壁 （１８）が延びている、特許請求の範囲第５項から第１
   ８項までのいずれか一つに記載の雰囲気の異なるガス流
   の分離を保証するための装置。 ２０、仕切り壁（２８）が個々のセグメント部材から成
   る、特許請求の範囲第１９項に記載の雰囲気の異なるガ
   ス流の分離を保証するための装置。 ２１、仕切り壁（２８）および／又はセグメント部材が
   炉室（１０）内に摺動可能におよびこの炉室（１０）か
   ら摺動脱出可能であるように設けられている、特許請求
   の範囲第１９項或いは第２０項に記載の雰囲気の異なる
   ガス流の分離を保証するための装置。 ２２、吸引管路（２２）および／又は逆送管路（２５）
   および／又は補集管路（２４）が断面を縮小するための
   装置（２３、２６、３０）を備えている、特許請求の範
   囲第５項から第２１項までのいずれか一つに記載の雰囲
   気の異なるガス流の分離を保証するための装置。 ２３、断面を縮小するための装置（２３、２６、３０）
   が管（２２、２４、２５）内に人込み可能なスライダで
   ある、特許請求の範囲第２２項に記載の雰囲気の異なる
   ガス流の分離を保証するための装置。 ２４、炉室（１０）内にその都度のガス雰囲気を検出す
   るための一つ或いは多数の測定要素が設けられており、
   これらの測定要素が吸引管路（２２）、逆送管路（２５
   ）および／又は補集管路（２４）を貫流するガス量、一
   つ或いは多数の仕切り壁（２８）の位置および配設およ
   び／又は本来の高速バーナ（１５）の調節を制御するよ
   うに構成されている、特許請求の範囲第５項から第２３
   項までのいずれか一つに記載の雰囲気の異なるガス流の
   分離を保証するための装置。 ２５、トンネル炉内の雰囲気の異なるガス流の分離を保
   証するために使用される、特許請求の範囲第５項から第
   ２４項までのいずれか一つに記載の雰囲気の異なるガス
   流の分離を保証するための装置。 ２６、窯業製品を焼成するための連続炉内の雰囲気の異
   なるガス流の分離を保証するために使用される、特許請
   求の範囲第５項から第２４項までのいずれか一つに記載
   の雰囲気の異なるガス流の分離を保証するための装置。