JPS6252310A - 直火還元加熱バ−ナ - Google Patents
直火還元加熱バ−ナInfo
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- JPS6252310A JPS6252310A JP19260685A JP19260685A JPS6252310A JP S6252310 A JPS6252310 A JP S6252310A JP 19260685 A JP19260685 A JP 19260685A JP 19260685 A JP19260685 A JP 19260685A JP S6252310 A JPS6252310 A JP S6252310A
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- discharge hole
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- combustion air
- distance
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- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、鋼材、連続焼鈍炉（ｃＡＬ）、連続溶融亜鉛
メッキ設備（ｃＧＬ）等の薄鋼板の連続加熱炉（直火加
熱方式）において用いられる直火還元加熱バーナに関す
るものである。
メッキ設備（ｃＧＬ）等の薄鋼板の連続加熱炉（直火加
熱方式）において用いられる直火還元加熱バーナに関す
るものである。
［従来の技術］
銅帯の連続焼鈍炉、連続溶融亜鉛メッキ設備等にｄ３け
る直火式無酸化加熱の従来方法としては、一般的な拡散
バーナ或いは高速ジェットバーナを使用し、火炎を銅帯
へ衝突させ対流伝熱を主として加熱する方法及びラジア
ントカップバーナを使用し、バーナタイル内面を高温化
することにより、この面からの放射伝熱を主体として加
熱する方法がある。
る直火式無酸化加熱の従来方法としては、一般的な拡散
バーナ或いは高速ジェットバーナを使用し、火炎を銅帯
へ衝突させ対流伝熱を主として加熱する方法及びラジア
ントカップバーナを使用し、バーナタイル内面を高温化
することにより、この面からの放射伝熱を主体として加
熱する方法がある。
高速ジェットバーナは、第１６図に示す如く、燃焼室（
８）で燃焼させ、絞られた吐出孔（９）から高温のガス
ジェットを噴出せしめて、対流伝熱を主として加熱する
もので、被加熱物温度が比較的低い範囲で高熱流束が得
られる特性を有している。一方燃焼反応途中の火炎が銅
帯に直接衝突するので、その中に存在するＯｚ、Ｏ，Ｏ
Ｈ等により、無酸化と言えども微酸化は避けられない。
８）で燃焼させ、絞られた吐出孔（９）から高温のガス
ジェットを噴出せしめて、対流伝熱を主として加熱する
もので、被加熱物温度が比較的低い範囲で高熱流束が得
られる特性を有している。一方燃焼反応途中の火炎が銅
帯に直接衝突するので、その中に存在するＯｚ、Ｏ，Ｏ
Ｈ等により、無酸化と言えども微酸化は避けられない。
一方うジアントカツブバーナは、急速燃焼反応を行なわ
せるため、空気と燃料ガスとを予め混合した混合気体を
、第１７図に示す如く、バーナタイルの半球状凹部（１
０）で急速燃焼させ、バーナタイル内面を高温化して、
放射伝熱を主として加熱するもので、被加熱物温度が高
温°度の領域で高い熱流束が得られる特性を有している
。一方このバーナで、空気比を１．０以下で燃焼させる
ことにより、燃焼ガス中にＣｏ、８２等の還元性の未燃
成分が含まれるので、この燃焼ガスが銅帯に接して無酸
化加熱することができるのは勿論、銅帯に生じた酸化膜
を還元することができる。
せるため、空気と燃料ガスとを予め混合した混合気体を
、第１７図に示す如く、バーナタイルの半球状凹部（１
０）で急速燃焼させ、バーナタイル内面を高温化して、
放射伝熱を主として加熱するもので、被加熱物温度が高
温°度の領域で高い熱流束が得られる特性を有している
。一方このバーナで、空気比を１．０以下で燃焼させる
ことにより、燃焼ガス中にＣｏ、８２等の還元性の未燃
成分が含まれるので、この燃焼ガスが銅帯に接して無酸
化加熱することができるのは勿論、銅帯に生じた酸化膜
を還元することができる。
このようにラジアントバーナは無酸化加熱に好適なバー
ナであるが、このバーナは予混合方式であり、高温に予
熱した空気を燃料ガスに予め混合することは危険である
ため燃焼用空気の予熱ができないという欠点がある。こ
のため空気予熱による排ガスの顕然回収を行なうことが
できないので、省エネルギのための排ガス顕然回収に別
途の手段を講じなければならない。また空気を予熱する
ことは火炎温度を高めるのに有効であり、一方火炎温度
を高めることは上述のＧｏ、１−１２等による還元作用
に効果的である。従って空気予熱ができないことは無酸
化加熱の観点からも好ましいものではない。更に予備混
合器、安全装置としての逆火防止器等が不可欠となり、
設備費が高くなる問題がある。
ナであるが、このバーナは予混合方式であり、高温に予
熱した空気を燃料ガスに予め混合することは危険である
ため燃焼用空気の予熱ができないという欠点がある。こ
のため空気予熱による排ガスの顕然回収を行なうことが
できないので、省エネルギのための排ガス顕然回収に別
途の手段を講じなければならない。また空気を予熱する
ことは火炎温度を高めるのに有効であり、一方火炎温度
を高めることは上述のＧｏ、１−１２等による還元作用
に効果的である。従って空気予熱ができないことは無酸
化加熱の観点からも好ましいものではない。更に予備混
合器、安全装置としての逆火防止器等が不可欠となり、
設備費が高くなる問題がある。
加えて、この種のバーナは燃焼用空気の予熱ができない
ため無酸化加熱は１５０℃程度が限度であり、より高温
域での加熱を必要とするような場合には適用できない欠
点もある。
ため無酸化加熱は１５０℃程度が限度であり、より高温
域での加熱を必要とするような場合には適用できない欠
点もある。
本発明はこのような従来の問題に鑑みなされたもので、
予熱空気を用いることができ、しかも鋼材を無酸化・還
元状態で加熱することができる直火還元加熱バーナを提
供せんとするものである。
予熱空気を用いることができ、しかも鋼材を無酸化・還
元状態で加熱することができる直火還元加熱バーナを提
供せんとするものである。
［問題を解決するための手段］
このため本発明は、先端が開口した筒状バーナタイルの
内壁周方向に間隔をおいて複数の燃焼用空気吐出孔を設
けるとともに、バーナタイル内方中心部に燃料ガス吐出
孔を設け、且つ燃焼用空気吐出孔及び燃焼ガス吐出孔を
以下のように構成したことをその基本的特徴とする。
内壁周方向に間隔をおいて複数の燃焼用空気吐出孔を設
けるとともに、バーナタイル内方中心部に燃料ガス吐出
孔を設け、且つ燃焼用空気吐出孔及び燃焼ガス吐出孔を
以下のように構成したことをその基本的特徴とする。
（ａ）燃焼用空気吐出孔を、その空気噴射方向がバーナ
タイル内周に関する接線に対し６０°以下の角度を持ち
且つバーナタイル径方向に対しバーナタイル開口側に３
０’以下の傾斜角を持つよう形成する。
タイル内周に関する接線に対し６０°以下の角度を持ち
且つバーナタイル径方向に対しバーナタイル開口側に３
０’以下の傾斜角を持つよう形成する。
（ｂ）燃料ガス吐出孔と燃焼用空気吐出孔のバーナ軸方
向距Ｉ！ＩＮを燃料ガス吐出孔が燃焼用空気吐出孔より
もバーナタイル開口側にある場合を（−）、その逆を（
＋）とした場合、−０，１０〜−１−０，２５０（Ｄ
：バーナ内径）に設定する。
向距Ｉ！ＩＮを燃料ガス吐出孔が燃焼用空気吐出孔より
もバーナタイル開口側にある場合を（−）、その逆を（
＋）とした場合、−０，１０〜−１−０，２５０（Ｄ
：バーナ内径）に設定する。
（ｃ）燃焼用空気吐出孔からバーナタイル開口までの距
１１ｔＬを０，６Ｄ〜３０（Ｄ：バーナ内径）に設定す
る。
１１ｔＬを０，６Ｄ〜３０（Ｄ：バーナ内径）に設定す
る。
［作 用］
このように構成された加熱バーナは、空気比１．０以下
で使用されることにより、火炎中に所定空気の旋回流と
バーナ中央から吐出される燃料ガスとにより急速燃焼が
実現され、バーナ開口外方の所定の範囲に亘って、燃焼
中間生成物（中間イオン、ラジカル等）を多量に含み且
つ未反応の遊＃を酸素を含まない領域、すなわち非平衡
領域を広範囲にしかも安定して形成する。第７図は、こ
のような加熱バーナによって形成される火炎中非平衡領
域のイオン検出プローブによる一測定例を示すもので、
プローブによる測定電流値が高いのはイオン強度が大き
く、シたがって燃焼中間生成物が多ｍに存在しているこ
とを意味している。
で使用されることにより、火炎中に所定空気の旋回流と
バーナ中央から吐出される燃料ガスとにより急速燃焼が
実現され、バーナ開口外方の所定の範囲に亘って、燃焼
中間生成物（中間イオン、ラジカル等）を多量に含み且
つ未反応の遊＃を酸素を含まない領域、すなわち非平衡
領域を広範囲にしかも安定して形成する。第７図は、こ
のような加熱バーナによって形成される火炎中非平衡領
域のイオン検出プローブによる一測定例を示すもので、
プローブによる測定電流値が高いのはイオン強度が大き
く、シたがって燃焼中間生成物が多ｍに存在しているこ
とを意味している。
これによれば、バーナ出口外方の所定の範囲に亘って非
平衡領域が形成され、その外方はＣＯ２。
平衡領域が形成され、その外方はＣＯ２。
Ｎ２０．Ｎ２等を含む準平衡領域となっている。
第８図はこのような加熱バーナの還元加熱特性、すなわ
ち、無酸化で加熱し得る限界部ｒｊ１（普通鋼の薄板に
関する限界温度）を示すものであり、このように本発明
の加熱バーナは空気比０．８５〜０１９５の範囲におい
て鋼帯を約９００℃まで、１１Ｓ１１化加熱できるもの
である。
ち、無酸化で加熱し得る限界部ｒｊ１（普通鋼の薄板に
関する限界温度）を示すものであり、このように本発明
の加熱バーナは空気比０．８５〜０１９５の範囲におい
て鋼帯を約９００℃まで、１１Ｓ１１化加熱できるもの
である。
［実施例］
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものである
。
。
図において（１）はバーナ本体たる筒状（円筒状）のバ
ーナタイルであり、該バーナタイル内壁（６）の周方向
には間隔をおいて複数の燃焼用空気吐出孔（２）が設け
られるとともに、バーナタイル内方中心部には燃料ガス
吐出孔〈３）が設けられている。本実施例ではバーナタ
イル内端壁に燃料ガスノズル（７）が突設され、この燃
料ガスノズル（７）の周方向に間隔をおいて、噴射方向
がバーナタイル径方向である複数の燃料ガス吐出孔（３
）が形成されている。
ーナタイルであり、該バーナタイル内壁（６）の周方向
には間隔をおいて複数の燃焼用空気吐出孔（２）が設け
られるとともに、バーナタイル内方中心部には燃料ガス
吐出孔〈３）が設けられている。本実施例ではバーナタ
イル内端壁に燃料ガスノズル（７）が突設され、この燃
料ガスノズル（７）の周方向に間隔をおいて、噴射方向
がバーナタイル径方向である複数の燃料ガス吐出孔（３
）が形成されている。
そしてこのような構成において、燃焼用空気吐出孔（２
）と燃料ガス吐出孔（３）は以下のように構成されてい
る。
）と燃料ガス吐出孔（３）は以下のように構成されてい
る。
（ａ） 燃焼用空気吐出孔（２）を、その空気噴射方
向がバーナタイル内周に関する接線に対し６０°以下の
角度θ１を持ち且つバーナタイル径方向に対しバーナタ
イル開口側に３０°以下の範囲の傾斜角θ２を持つよう
形成する。
向がバーナタイル内周に関する接線に対し６０°以下の
角度θ１を持ち且つバーナタイル径方向に対しバーナタ
イル開口側に３０°以下の範囲の傾斜角θ２を持つよう
形成する。
（ｂ） 燃料ガス吐出孔（３）と燃焼用空気吐出孔（
２）のバーナ軸方向距離Ｎを燃料ガス吐出孔（３）が燃
焼用空気吐出孔（２）よりもバーナタイル開口側にある
場合を（−）、その逆を（−ト）とした場合、−０，１
［）〜＋０．２５０（Ｄ：バーナ内径）に設定する。
２）のバーナ軸方向距離Ｎを燃料ガス吐出孔（３）が燃
焼用空気吐出孔（２）よりもバーナタイル開口側にある
場合を（−）、その逆を（−ト）とした場合、−０，１
［）〜＋０．２５０（Ｄ：バーナ内径）に設定する。
（ｃ） 燃焼用空気吐出孔（２）からバーナタイル間
口までの距１１［Ｌを０゜６Ｄ〜３Ｄ（Ｄ：バーナ内径
）に設定する。
口までの距１１［Ｌを０゜６Ｄ〜３Ｄ（Ｄ：バーナ内径
）に設定する。
以上、上記（ａ）〜（ｃ）の内容ついて詳細に説明する
。
。
前記空気吐出孔（２）の空気噴射方向に、バーナタイル
内周に関する接線に対し角度θ１を持たせるのは、バー
ナタイル内で燃焼用空気に旋回流を生じさせるためで、
この旋回流によりバーナ内側に負圧領域が形成され、こ
の負圧によってガスが再循環することにより燃焼が促進
され、もって適切な非平衡領域を形成せしめることがで
きる。この空気噴射角θｌは最大６０°、好しくは２０
〜４０°とすることにより空気流の旋回性が安定して得
られる。
内周に関する接線に対し角度θ１を持たせるのは、バー
ナタイル内で燃焼用空気に旋回流を生じさせるためで、
この旋回流によりバーナ内側に負圧領域が形成され、こ
の負圧によってガスが再循環することにより燃焼が促進
され、もって適切な非平衡領域を形成せしめることがで
きる。この空気噴射角θｌは最大６０°、好しくは２０
〜４０°とすることにより空気流の旋回性が安定して得
られる。
本発明では空気吐出孔（２）の空気噴射方向に、上記角
度θ１に加え、ねじれ角とも言うべきバーナタイル径方
向に対しバーナ開口方向への傾斜角θ２を付与する。
度θ１に加え、ねじれ角とも言うべきバーナタイル径方
向に対しバーナ開口方向への傾斜角θ２を付与する。
このような角度を持たせるのは、単に角度θ１を付した
だけで燃焼用空気をバーナ周方向に噴射した場合、バー
ナ開口（出口）から出た火炎の温度分布が不均一になり
、この結果還元特性・加熱特性ともにこの温度分布に応
じた偏差を生じ易いためであり、バーナ周方向に対する
傾斜角（ねじれ角）θ２を付することにより、このよう
な偏差を適切に解消できる。
だけで燃焼用空気をバーナ周方向に噴射した場合、バー
ナ開口（出口）から出た火炎の温度分布が不均一になり
、この結果還元特性・加熱特性ともにこの温度分布に応
じた偏差を生じ易いためであり、バーナ周方向に対する
傾斜角（ねじれ角）θ２を付することにより、このよう
な偏差を適切に解消できる。
前述したように本発明の加熱バーナは空気噴射方向に角
度θ１を付することによりバーナタイル内で燃焼用空気
の旋回流を生じさせ、これにより急速燃焼を実現させ、
中間反応生成物を含む還元領域を形成させるものである
。しかし本発明者等が検討したところによれば、バーナ
タイル内への燃焼用空気の供給を、角度θ１を付しただ
けでバーナ周方向に沿って行った場合、その旋回力が強
過ぎて火炎中に強力な負圧領域を生じ、この結果火炎温
度分布に偏差を生じるものであることが判った。そこで
本発明では空気噴射方向をバーナ軸方向（バーナ出目方
向）に傾けることにより、空気の径方向での旋回力を弱
め、火炎温度分布の平坦化を図るものである。
度θ１を付することによりバーナタイル内で燃焼用空気
の旋回流を生じさせ、これにより急速燃焼を実現させ、
中間反応生成物を含む還元領域を形成させるものである
。しかし本発明者等が検討したところによれば、バーナ
タイル内への燃焼用空気の供給を、角度θ１を付しただ
けでバーナ周方向に沿って行った場合、その旋回力が強
過ぎて火炎中に強力な負圧領域を生じ、この結果火炎温
度分布に偏差を生じるものであることが判った。そこで
本発明では空気噴射方向をバーナ軸方向（バーナ出目方
向）に傾けることにより、空気の径方向での旋回力を弱
め、火炎温度分布の平坦化を図るものである。
この空気噴射方向の傾斜角θ２は適切な温度分布の平坦
化を図るためには通常１０°以上確保することが好しい
。しかしあまり大きくとり過ぎると径方向での旋回力が
得られないため、本来の目的である急速燃焼が確保され
ず、火炎長が長くなり過ぎ安定した非平衡領域が得られ
なくなる。特に、第９図に示すように０２が３０°を超
えると火炎長の伸長が著しく、非平衡領域が極めて不安
定になるものであり、このためθ２は３０°以下の範囲
とする必要がある。第１０図は本発明の加熱バーナ（θ
ｌ：３０°、θ２：１５°）・と空気噴射方向にθ２を
付さない比較用の加熱バーナ（θ１：３０°、θ２ ：
Ｏ）とのバーナ径方向ガス温度分布の一例を示すもので
ある。図中、破線０は本発明例、実線に）は比較例をそ
れぞれ示すものであるが、これからも明らかなように、
比較例のバーナではバーナ中心部において負圧によるも
のとみられる湿度の大幅な落ち込みがあるのに対し、本
発明のバーナではこのような温度の落ち込みが改善され
径方向において比較的均一な温度分布が得られている。
化を図るためには通常１０°以上確保することが好しい
。しかしあまり大きくとり過ぎると径方向での旋回力が
得られないため、本来の目的である急速燃焼が確保され
ず、火炎長が長くなり過ぎ安定した非平衡領域が得られ
なくなる。特に、第９図に示すように０２が３０°を超
えると火炎長の伸長が著しく、非平衡領域が極めて不安
定になるものであり、このためθ２は３０°以下の範囲
とする必要がある。第１０図は本発明の加熱バーナ（θ
ｌ：３０°、θ２：１５°）・と空気噴射方向にθ２を
付さない比較用の加熱バーナ（θ１：３０°、θ２ ：
Ｏ）とのバーナ径方向ガス温度分布の一例を示すもので
ある。図中、破線０は本発明例、実線に）は比較例をそ
れぞれ示すものであるが、これからも明らかなように、
比較例のバーナではバーナ中心部において負圧によるも
のとみられる湿度の大幅な落ち込みがあるのに対し、本
発明のバーナではこのような温度の落ち込みが改善され
径方向において比較的均一な温度分布が得られている。
燃料ガス吐出孔（３）と空気吐出孔（２）のバーナ軸方
向距離Ｎは、これが（−）側にある場合、ガス温度が高
く、しかも燃焼中間生成物も広範囲に高い分布状態にあ
るが、反面遊離０２ （未反応０２ ）が軸方向に長く
分布する傾向にある。本発明が目的とする非平衡領域を
適切に形成せしめるには、この遊離０２のバーナ軸方向
残存距離を最小にする必要があり、その限界を求めると
一〇、ＩＤとなる。
向距離Ｎは、これが（−）側にある場合、ガス温度が高
く、しかも燃焼中間生成物も広範囲に高い分布状態にあ
るが、反面遊離０２ （未反応０２ ）が軸方向に長く
分布する傾向にある。本発明が目的とする非平衡領域を
適切に形成せしめるには、この遊離０２のバーナ軸方向
残存距離を最小にする必要があり、その限界を求めると
一〇、ＩＤとなる。
Ｎが（＋）側にあれば適正な非平衡領域が形成されるが
、余り大きくなるとバーナタイル内端壁が１４００℃以
上に加熱されるため好ましくなく、バーナタイル内端壁
のＳＩＣの保陣上＋０．２５０が限界となる。第１１図
は、燃料ガス吐出孔（２）と空気吐出孔（３）のバーナ
軸方向距離Ｎを−０，２５Ｄとした場合の、バーナ開口
からのバーナ軸方向距離とバーナタイル内のガス温度、
０２澹度及びイオン強度との各関係を調べたものであり
、これによれば、Ｎがこのような（−）側にある場合、
遊離０２の軸方向における残存距離ＬＯが大きく存在す
ることが示されている。
、余り大きくなるとバーナタイル内端壁が１４００℃以
上に加熱されるため好ましくなく、バーナタイル内端壁
のＳＩＣの保陣上＋０．２５０が限界となる。第１１図
は、燃料ガス吐出孔（２）と空気吐出孔（３）のバーナ
軸方向距離Ｎを−０，２５Ｄとした場合の、バーナ開口
からのバーナ軸方向距離とバーナタイル内のガス温度、
０２澹度及びイオン強度との各関係を調べたものであり
、これによれば、Ｎがこのような（−）側にある場合、
遊離０２の軸方向における残存距離ＬＯが大きく存在す
ることが示されている。
第１２図は燃料ガス孔と空気吐出孔のバーナ軸方向路ｌ
！ｌＮト、遊１１１０２ （７）軸方向残存距１１１１
Ｌｏ 、！＝１７）関係を示すもので、これによればＮ
が−０，１０よりも（−）側に大きくなると、ＬＯが急
激に大きくなっており、このため（−）側では−０，１
Ｄが限界となる。一方、第１３図はＮを＋０．１０とし
た場合の、バーナ開口からのバーナ軸方向距離と０２１
１度、イオン強度及びガス温度との各関係を調べたもの
である。
！ｌＮト、遊１１１０２ （７）軸方向残存距１１１１
Ｌｏ 、！＝１７）関係を示すもので、これによればＮ
が−０，１０よりも（−）側に大きくなると、ＬＯが急
激に大きくなっており、このため（−）側では−０，１
Ｄが限界となる。一方、第１３図はＮを＋０．１０とし
た場合の、バーナ開口からのバーナ軸方向距離と０２１
１度、イオン強度及びガス温度との各関係を調べたもの
である。
この第１２図及び第１３図によれば、Ｎが（＋）側であ
れば、０２８１度にも問題がなく、バーナ出口からの距
離が０．５Ｄ以上のところに適正な非平衡領域が形成さ
れている。
れば、０２８１度にも問題がなく、バーナ出口からの距
離が０．５Ｄ以上のところに適正な非平衡領域が形成さ
れている。
黙しながらＮを（＋）側に太き（すると、バーナタイル
内端壁（４）が加熱されるために、第１４図の距離Ｎと
バーナタイル内端壁（４）の温度Ｔｂとの関係グラフに
示されるように、＋ ０．２５ＤでＴｂが１４００℃以
上となり、このため内端壁の材質がＳｉＣであることを
考慮し、＋ ０．２ｂ Ｄ以下とするのが耐熱限界上好
ましい。以上のことから燃焼ガス吐出孔と空気吐出孔の
バーナ中心軸距離Ｎに関しては、−０，１Ｄ〜０．２５
［）の範囲とすることが好ましい。
内端壁（４）が加熱されるために、第１４図の距離Ｎと
バーナタイル内端壁（４）の温度Ｔｂとの関係グラフに
示されるように、＋ ０．２５ＤでＴｂが１４００℃以
上となり、このため内端壁の材質がＳｉＣであることを
考慮し、＋ ０．２ｂ Ｄ以下とするのが耐熱限界上好
ましい。以上のことから燃焼ガス吐出孔と空気吐出孔の
バーナ中心軸距離Ｎに関しては、−０，１Ｄ〜０．２５
［）の範囲とすることが好ましい。
空気吐出孔（２）からバーナタイル開口（５）までの距
離りは非平衡領域の形成範囲と密接な関係を有している
。すなわちＬが３０を超えると非平衡領域がバーナタイ
ル開口直後の部分にしか形成されず好しくない。一方、
Ｌが０．６Ｄ未満の場合は火炎がバーナタイル開口直後
で花びら状の火炎となりバーナ中心軸上に適正な非平衡
領域が安定して得られない。従って０．６Ｄ〜３．ＯＤ
の範囲にＬを定めることが好ましい。
離りは非平衡領域の形成範囲と密接な関係を有している
。すなわちＬが３０を超えると非平衡領域がバーナタイ
ル開口直後の部分にしか形成されず好しくない。一方、
Ｌが０．６Ｄ未満の場合は火炎がバーナタイル開口直後
で花びら状の火炎となりバーナ中心軸上に適正な非平衡
領域が安定して得られない。従って０．６Ｄ〜３．ＯＤ
の範囲にＬを定めることが好ましい。
薄鋼板を連続加熱する場合、バーナタイル開口（５）と
鋼板との距離を一定以上（通常、１００ｓ程度以上）と
らないと、通板中に、鋼板がバーナに接触する恐れがあ
る。したがって、火炎中の非平衡領域は、バーナ開口側
から所定の距離に位置するｔ！４帯通板位置を含むなる
べく広い範囲に形成させることが好しいことになる。第
１５図は距１１ｔＬとバーナ開口から非平衡領域の末端
（反バーナ側の末端、例えば第１３図中のＡ点）までの
距離ＬＲとの関係について調べたものである。これによ
れば、Ｌが３Ｄを越えると非平衡領域の形成はバーナタ
イル間口直後のみとなり、それよりも前方側にはほとん
ど形成されない、Ｌが小さくなるにしたがい非平衡領域
の形成範囲は拡大するが、Ｌが０．６Ｄ未満の領１１１
１（Ｘ）では、火炎はバーナタイル開口直後で、花びら
状の放射状の火炎となり、バーナ軸心上に適正な非平衡
領域が安定して形成されない。以上のことから、空気吐
出孔（２）からバーナタイル間口（５）までの距離りは
０．６Ｄ〜３．０Ｄの範囲とすることが望ましい。
鋼板との距離を一定以上（通常、１００ｓ程度以上）と
らないと、通板中に、鋼板がバーナに接触する恐れがあ
る。したがって、火炎中の非平衡領域は、バーナ開口側
から所定の距離に位置するｔ！４帯通板位置を含むなる
べく広い範囲に形成させることが好しいことになる。第
１５図は距１１ｔＬとバーナ開口から非平衡領域の末端
（反バーナ側の末端、例えば第１３図中のＡ点）までの
距離ＬＲとの関係について調べたものである。これによ
れば、Ｌが３Ｄを越えると非平衡領域の形成はバーナタ
イル間口直後のみとなり、それよりも前方側にはほとん
ど形成されない、Ｌが小さくなるにしたがい非平衡領域
の形成範囲は拡大するが、Ｌが０．６Ｄ未満の領１１１
１（Ｘ）では、火炎はバーナタイル開口直後で、花びら
状の放射状の火炎となり、バーナ軸心上に適正な非平衡
領域が安定して形成されない。以上のことから、空気吐
出孔（２）からバーナタイル間口（５）までの距離りは
０．６Ｄ〜３．０Ｄの範囲とすることが望ましい。
第３図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図及び
第２図に示すバーナでは燃料ガス吐出孔（３）をバーナ
タイル内端壁に突設された燃料ガスノズルの周方向に間
隔的に設け、燃料ガスをバーナタイル内径方向に沿って
噴射させるようにしたものであるのに対し、本実施例で
は燃料ガスをバーナ軸方向（バーナ出口方向）に沿って
噴射し得るようバーナタイルの内方位置に形成したちの
である。
第２図に示すバーナでは燃料ガス吐出孔（３）をバーナ
タイル内端壁に突設された燃料ガスノズルの周方向に間
隔的に設け、燃料ガスをバーナタイル内径方向に沿って
噴射させるようにしたものであるのに対し、本実施例で
は燃料ガスをバーナ軸方向（バーナ出口方向）に沿って
噴射し得るようバーナタイルの内方位置に形成したちの
である。
このように燃料ガスを軸方向に沿って噴射することによ
り前述した実施例のものに較べ空気の旋回力をさらに緩
和させることができる。第１０図の鎖線Ｑ９はかかるバ
ーナの火炎の在方、向温度分布を示しており、上記実施
例のものに較べより分布の均一化が図られていることか
判る。
り前述した実施例のものに較べ空気の旋回力をさらに緩
和させることができる。第１０図の鎖線Ｑ９はかかるバ
ーナの火炎の在方、向温度分布を示しており、上記実施
例のものに較べより分布の均一化が図られていることか
判る。
なお、場合によっては、第４図及び第５図に示すように
燃料ガス吐出孔（３）を、ガスが斜め方向に吐出される
ようにして設けることも可能である。また燃料ガス吐出
孔（３）は第１図、第３図、第４図に各示すものを適当
に組み合せた形で形成し得るものであることは言うまで
もな（、例えば燃料ガスノズルの周方向に複数、ノズル
前面に１または複数吐出孔を設けたような構造とするこ
ともできる。
燃料ガス吐出孔（３）を、ガスが斜め方向に吐出される
ようにして設けることも可能である。また燃料ガス吐出
孔（３）は第１図、第３図、第４図に各示すものを適当
に組み合せた形で形成し得るものであることは言うまで
もな（、例えば燃料ガスノズルの周方向に複数、ノズル
前面に１または複数吐出孔を設けたような構造とするこ
ともできる。
また、第６図は他の実施例を示すものである。
この実施例は、バーナタイルの少なくとも燃焼用空気吐
出孔形成部位より先端開口側の内壁に、バーナ内口径が
先端開口側に拡径するような広がり角αを付したもので
あり、このように広がり角ａを付することにより、バー
ナ開口からの火炎が広がりを持ち、鋼板等に対する加熱
面積を広くとることができる。なお、この広がり角αは
、これを大きくしていくと循環領域（負圧域）がバーナ
の外方に形成されるようになり、安定した急速燃焼を行
い得なくなるものであり、安定した非平衡領域を形成さ
せるためには、２５゛以下の範囲とすることが好しい。
出孔形成部位より先端開口側の内壁に、バーナ内口径が
先端開口側に拡径するような広がり角αを付したもので
あり、このように広がり角ａを付することにより、バー
ナ開口からの火炎が広がりを持ち、鋼板等に対する加熱
面積を広くとることができる。なお、この広がり角αは
、これを大きくしていくと循環領域（負圧域）がバーナ
の外方に形成されるようになり、安定した急速燃焼を行
い得なくなるものであり、安定した非平衡領域を形成さ
せるためには、２５゛以下の範囲とすることが好しい。
［発明の効果］
以上述べた本発明の加熱バーナによれば、火炎中に均一
な温度分布でしかも強力な還元力を有する領域を安定し
て形成させ、ｒ１４月を無酸化・還元状態で適切に加熱
することができる。また燃焼用空気と燃料ガスの予混合
を必要としないため燃焼用空気として予熱空気を使用で
き、排ガスの顕熱を有効に利用して経済的な加熱炉操業
を可能ならしめる。さらに、予熱空気を利用できること
がら、従来のラジアントバーナの無酸化加熱限界が１５
０℃程度であるのに対し、９００℃程度まで無酸化加熱
が可能であり、？Ｘ温焼鈍が必要な鋼材の加熱にも好適
な形で利用することができる。また予熱空気を利用する
ことにより火炎温度が高められるため、従来のラジアン
トバーナに較べ中間反応生成物による還元作用そのもの
も効果的に向上させることができる。
な温度分布でしかも強力な還元力を有する領域を安定し
て形成させ、ｒ１４月を無酸化・還元状態で適切に加熱
することができる。また燃焼用空気と燃料ガスの予混合
を必要としないため燃焼用空気として予熱空気を使用で
き、排ガスの顕熱を有効に利用して経済的な加熱炉操業
を可能ならしめる。さらに、予熱空気を利用できること
がら、従来のラジアントバーナの無酸化加熱限界が１５
０℃程度であるのに対し、９００℃程度まで無酸化加熱
が可能であり、？Ｘ温焼鈍が必要な鋼材の加熱にも好適
な形で利用することができる。また予熱空気を利用する
ことにより火炎温度が高められるため、従来のラジアン
トバーナに較べ中間反応生成物による還元作用そのもの
も効果的に向上させることができる。
さらに、火炎のバーナ径方向での温度分布を平坦化でき
るため、加熱特性及び還元特性が安定した広範囲な非平
衡領域を形成させることができ、安定且つ確実な無酸化
・還元加熱を可能ならしめる。特に、このような広範囲
な非平衡領域を形成し得ることから、銅帯等の連続熱処
理において、銅帯をその幅方向の加熱温度や還元性にバ
ラッキを生ぜしめることなく加熱でき、加えて、バーナ
と銅帯との間隔を比較的大きく取れるため′、形状不良
の鋼板等を加熱するような場合でもバーナとの接触を適
切に防止できる利点がある。
るため、加熱特性及び還元特性が安定した広範囲な非平
衡領域を形成させることができ、安定且つ確実な無酸化
・還元加熱を可能ならしめる。特に、このような広範囲
な非平衡領域を形成し得ることから、銅帯等の連続熱処
理において、銅帯をその幅方向の加熱温度や還元性にバ
ラッキを生ぜしめることなく加熱でき、加えて、バーナ
と銅帯との間隔を比較的大きく取れるため′、形状不良
の鋼板等を加熱するような場合でもバーナとの接触を適
切に防止できる利点がある。
第１図及び第２図は本発明加熱バーナの一実施例を示す
もので、第１図は縦断面図、第２図は第１図中■−■線
に沿う断面図である。第３図は本発明加熱バーナの他の
実施例を示す縦断面図である。第４図及び第５図は本発
明加熱バーナの燃料ガスノズルの他の実施例を示すもの
で、第４図はｌ断面図、第５図は正面図である。第６図
は本発明加熱バーナの他の実施例を示す縦断面図である
。 第７図は本発明加熱バーナにおける非平衡領域形成範囲
の一測定例を示すものである。第８図は同じく加熱バー
ナの還元加熱特性を示すものである。 第９図ないし第１５図は加熱バーナの特性を示すものｅ
１１００は空気噴射方向の角度θ２と火炎長との関係、
第１０図は本発明加熱バーナと比較例たる他の加熱バー
ナのバーナ径方向での温度分布、第１１図は燃料ガス吐
出孔と空気吐出孔とのバーナ軸方向における距離Ｎを−
０，２５０とした場合のバーナ出口からの距離とガス温
度、０２ｍ度イオン強度との関係、第１２図は燃料ガス
吐出孔と空気吐出孔のバーナ軸方向における距１１１［
Ｎと遊１ｉ！ｌＯ２のバーナ軸方向残存距離１ｏとの関
係、第１３図は距１１１Ｎを＋０．１Ｄとした場合のバ
ーナ出口からの距離りとガス温度０２１１度、イオン強
度との関係、第１４図は燃料ガス吐出孔と空気吐出孔の
距離Ｎとバーナタイル後壁温度Ｔｂとの関係、第１５図
は空気吐出孔からバーナ出口までの距離りと非平衡領域
の末端までの距離［Ｒとの関係を示すものである。第１
６図は従来の高速ジェットバーナを示す断面図、第１７
図は従来のラジアントバーナを示す断面図である。 図において、（１）はバーナタイル、（２）は燃焼用空
気吐出孔、（３）は燃料ガス吐出孔、（５）はバーナタ
イル開口、（６）はバーナタイル内壁を各示す。 第 ７ 図 第 ８ 図 ９冗ル 第 ９ 図 ■θ２ 第１０図 第１１ 図 第１２図 り孔Ｑ虹ゴしと燃料グ斌）シ藺の斧＾Ｉ Ｎく− 文に、遣剖慨 ８暮４！！２ ９−Ｑぺ！！ｉＩ鄭
もので、第１図は縦断面図、第２図は第１図中■−■線
に沿う断面図である。第３図は本発明加熱バーナの他の
実施例を示す縦断面図である。第４図及び第５図は本発
明加熱バーナの燃料ガスノズルの他の実施例を示すもの
で、第４図はｌ断面図、第５図は正面図である。第６図
は本発明加熱バーナの他の実施例を示す縦断面図である
。 第７図は本発明加熱バーナにおける非平衡領域形成範囲
の一測定例を示すものである。第８図は同じく加熱バー
ナの還元加熱特性を示すものである。 第９図ないし第１５図は加熱バーナの特性を示すものｅ
１１００は空気噴射方向の角度θ２と火炎長との関係、
第１０図は本発明加熱バーナと比較例たる他の加熱バー
ナのバーナ径方向での温度分布、第１１図は燃料ガス吐
出孔と空気吐出孔とのバーナ軸方向における距離Ｎを−
０，２５０とした場合のバーナ出口からの距離とガス温
度、０２ｍ度イオン強度との関係、第１２図は燃料ガス
吐出孔と空気吐出孔のバーナ軸方向における距１１１［
Ｎと遊１ｉ！ｌＯ２のバーナ軸方向残存距離１ｏとの関
係、第１３図は距１１１Ｎを＋０．１Ｄとした場合のバ
ーナ出口からの距離りとガス温度０２１１度、イオン強
度との関係、第１４図は燃料ガス吐出孔と空気吐出孔の
距離Ｎとバーナタイル後壁温度Ｔｂとの関係、第１５図
は空気吐出孔からバーナ出口までの距離りと非平衡領域
の末端までの距離［Ｒとの関係を示すものである。第１
６図は従来の高速ジェットバーナを示す断面図、第１７
図は従来のラジアントバーナを示す断面図である。 図において、（１）はバーナタイル、（２）は燃焼用空
気吐出孔、（３）は燃料ガス吐出孔、（５）はバーナタ
イル開口、（６）はバーナタイル内壁を各示す。 第 ７ 図 第 ８ 図 ９冗ル 第 ９ 図 ■θ２ 第１０図 第１１ 図 第１２図 り孔Ｑ虹ゴしと燃料グ斌）シ藺の斧＾Ｉ Ｎく− 文に、遣剖慨 ８暮４！！２ ９−Ｑぺ！！ｉＩ鄭
Claims (3)
- （１）先端が開口した筒状バーナタイルの内壁周方向に
間隔をおいて複数の燃焼用空気吐出孔を設けるとともに
、バーナタイル内方中心部に燃料ガス吐出孔を設け、且
つ燃焼用空気吐出孔及び燃焼ガス吐出孔を以下のように
構成してなる直火還元加熱バーナ。 （ａ）燃焼用空気吐出孔を、その空気噴射方向がバーナ
タイル内周に関する接線に対し６０°以下の角度を持ち
且つバーナタイル径方向に対しバーナタイル開口側に３
０°以下の傾斜角を持つよう形成する。 （ｂ）燃料ガス吐出孔と燃焼用空気吐出孔のバーナ軸方
向距離Ｎを燃料ガス吐出孔が燃焼用 空気吐出孔よりもバーナタイル開口側にある場合を（−
）、その逆を（＋）とした場合、−０．１Ｄ〜＋０．２
５Ｄ（Ｄ：バーナ内径）に設定する。 （ｃ）燃焼用空気吐出孔からバーナタイル開口までの距
離Ｌを０．６Ｄ〜３Ｄ（Ｄ：バーナ内径）に設定する。 - （２）燃料ガス吐出孔が、燃料ガスをバーナタイル径方
向に向って噴射し得るよう、バーナタイル内端壁に突設
された燃料ガスノズルの周方向に間隔をおいて形成され
たことを特徴とする特許請求の範囲（１）記載の直火還
元加熱バーナ。 - （３）燃料ガス吐出孔が、燃料ガスをバーナ軸方向に沿
って噴射し得るよう、バーナタイル内方位置に形成され
たことを特徴とする特許請求の範囲（１）記載の直火還
元加熱バーナ。
Priority Applications (16)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19260685A JPS6252310A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 直火還元加熱バ−ナ |
| GB8609874A GB2175684B (en) | 1985-04-26 | 1986-04-23 | Burner |
| AU56577/86A AU597883B2 (en) | 1985-04-26 | 1986-04-24 | Burner |
| CA000507654A CA1295229C (en) | 1985-04-26 | 1986-04-25 | Burner |
| FR8606086A FR2581163B1 (fr) | 1985-04-26 | 1986-04-25 | Bruleur pour flamber des materiaux en acier |
| DE19863614100 DE3614100A1 (de) | 1985-04-26 | 1986-04-25 | Brenner |
| CN86102828.7A CN1009948B (zh) | 1985-04-26 | 1986-04-25 | 直接焰式还原加热燃烧器 |
| AT0113886A AT400261B (de) | 1985-04-26 | 1986-04-28 | Brenner zum direkten abflammen |
| BR8601899A BR8601899A (pt) | 1985-04-26 | 1986-04-28 | Queimador de aquecimento direto para reducao |
| IT48018/86A IT1191273B (it) | 1985-08-29 | 1986-05-14 | Perfezionamento nei bruciatori per le zone di riscaldamento di forni di ricottura in continuo |
| US07/316,351 US4971553A (en) | 1985-04-26 | 1989-02-27 | Burner with a cylindrical body |
| US07/315,991 US5000679A (en) | 1985-04-26 | 1989-02-27 | Burner with a cylindrical body |
| US07/316,349 US4971552A (en) | 1985-04-26 | 1989-02-27 | Burner |
| US07/317,303 US4971551A (en) | 1985-04-26 | 1989-02-27 | Burner with a cylindrical body |
| US07/316,352 US4993939A (en) | 1985-04-26 | 1989-02-27 | Burner with a cylindrical body |
| US07/315,670 US4969815A (en) | 1985-04-26 | 1989-02-27 | Burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19260685A JPS6252310A (ja) | 1985-08-31 | 1985-08-31 | 直火還元加熱バ−ナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252310A true JPS6252310A (ja) | 1987-03-07 |
| JPS644088B2 JPS644088B2 (ja) | 1989-01-24 |
Family
ID=16294056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19260685A Granted JPS6252310A (ja) | 1985-04-26 | 1985-08-31 | 直火還元加熱バ−ナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6252310A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0556824A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-03-09 | Keiper Recaro Gmbh & Co | 車両用座席 |
| JP2014190596A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Jfe Engineering Corp | 混合気体吹込装置及びこれを有する廃棄物ガス化溶融炉、混合気体吹込方法及びこれを用いた廃棄物ガス化溶融方法 |
| CN108954303A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-12-07 | 哈尔滨理工大学 | 一体式固定床化学链燃烧装置 |
-
1985
- 1985-08-31 JP JP19260685A patent/JPS6252310A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0556824A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-03-09 | Keiper Recaro Gmbh & Co | 車両用座席 |
| JP2014190596A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Jfe Engineering Corp | 混合気体吹込装置及びこれを有する廃棄物ガス化溶融炉、混合気体吹込方法及びこれを用いた廃棄物ガス化溶融方法 |
| CN108954303A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-12-07 | 哈尔滨理工大学 | 一体式固定床化学链燃烧装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644088B2 (ja) | 1989-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |