JPS62720A - 自己熱回収性バ−ナ−の改良 - 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】 本発明は、自己熱回収性バーナーの改良を目的とする。

多くの工業的用途において、多かれ、少なかれ大きな発
熱量を持つ固定、液体または気体の種々の燃料が供給さ
れるバーナーが用いられている。

支燃剤は大気の空気、一般的に加圧された空気。

ときには酸素富化された空気である。

ある種の用途には蓄熱室を用いて、現実のまたは仮想の
逆流により煙の熱は多かれ少なかれ完全に消費される（
ボイラー、セメント炉、高炉用熱風炉）。

バーナーが囲いを確実に加熱し、そこから高温の燃焼生
成物が外へ逃げてしまうこともしばしばある。このこと
は、再加熱炉および溶融炉（均熱炉、坩堝炉、取鍋予熱
器等）では典型的に起る。

これらのバーナーの熱収率は、プロセスに必要な温度が
高い程小さくなる。加うるに燃焼温度が・高いことは、
発熱量の大きい燃料の使用を要求する。

熱収率を改善するために、バーナーと共心にその外面に
環状のベイン（マｅ　１ｎｅ）を持つ”自己熱回収性バ
ーナー”と呼ばれるバーナーがつくられた。燃焼気体は
大気中に排出される前に、このベインを横切って通る。

このようにすると、燃焼気体に含まれた熱エネルギーの
一部は回収され、普通は支燃剤空気に伝熱される。

添付図面の第１図にはこの型の自己熱回収性バーナーが
示されている。

第１図に、炉２の壁ｌを横切って位置したバーナーが見
られる。このバーナーには、例えば気体燃料の如き燃料
が、導管３を通して供給され、導管４を通して支燃剤空
気が供給される。前記の如き、バーナーは外面にそれと
、共心の輪状ベイン５を持つ、該ベイン中を燃焼気体が
通る。この循環は導管６より入る空気のエゼクタ−の流
束によって得られる。

この既知の装置は、燃焼気体中に含まれた熱の一部を支
燃剤空気に有効に伝熱せしめる。しかしながら、支燃剤
空気−燃焼気体の接触面積が小さく、輻射熱が大部分で
ある非常に高温の煙を用いるものとしても熱収率はさほ
どでもない。

さらに特殊な他の応用の一例は、制御された雰囲気を用
いる連続式焼鈍炉に用いられる輻射バーナーに関するも
のである。この特殊な用途では、燃焼により生じた煙は
、大気を汚染するのが故に炉から放出することができな
・い、従って煙は、支燃剤空気−燃焼気体の混合気体を
供給する導管に共心の導管を用いて炉の外部に導かれる
。このようにして該混合気体は予備加熱される。このよ
うにして燃焼温度は上昇し、従って鞘管の輻射は増加す
る。

このような装置の悪い熱収率を救うために、特ｔ−：ｈ
＃Ｅ４Ｊ４−−ｊ”ｚ＋４１−）ｍ％ｍｌ、＆−ｊ”Ｘ
ＡＷ魁ＭｔＥ換器、あるいは交互に働くセラミック蓄熱
器の如き種々の装置を用いて、炉から出る煙の熱を回収
することが企図された。しかしながら、このような系で
は、断熱材で覆いその上煉瓦積みしなければならない場
所塞ぎの導路を用いて、燃焼気体の導路、支燃剤空気の
導路、ときには燃料気体の導路を復熱室に連結すること
を余儀なくされる。このような不便に拘らず、この解決
策は、このような系なしでは熱損失が受容し難いものと
なる。大出力炉（均熱炉、押込式連続加熱炉）ではしば
しば用いられている。

本発明は、上に記載した既知の解決策の欠点を解消する
、自己熱回収性バーナーの改良を提案するものである。

従って本発明は、燃焼気体と支燃剤空気との間、ときに
はさらにバーナーに供給される燃焼との間の熱伝達を確
保するヒートダクト（ｃａｌｏｄｕｃｓ）を含むことを
特徴とする自己熱回収性バーナーに関するものである。

本発明の他の特徴点および利点は、本発明を制御するも
のではない二つの実施態様を図示する添付図面を参照し
た、本明細書のこれより後の記載から明白になるであろ
う。

第２図と第３図は、富燃焼を供給される本発明による自
己熱回収性バーナーの第一の実施態様を示す、このバー
ナーでは燃焼気体に含まれた熱の回収によって支燃剤空
気の予備加熱が確実に行われている。

これらの図で、ｌＯは燃料液体または燃料気体をバーナ
ーに供給する導管を示し、１１は支燃剤空気のバーナー
への導入管を示す、燃焼生成物（熱い煙）は、空気導入
管１１に共心のベイン１２を横切って通過した後、導管
１３によって排出される（第２図）０本発明によれば、
煙と支燃剤空気の間の熱交換を確実にするためにヒート
ダクト１４を設ける。ヒートダクトはベイン１２の中の
煙の可成りの熱を回収し、空気導入管１１からベインを
循環している空気に与える。この特徴点により熱交換面
は可成り増加され、輻射による熱交換を補足して伝導に
よる熱交換が実現された。

このようにして、非常に高い熱回収比が得られた。第４
．５図は、支燃剤空気と燃料気体が予備加熱される、貧
燃料気体用の自己熱回収性バーナーを対象とする、本発
明の第二の実施態様を示す、この実施態様では、燃焼気
体と貧燃料気体の間の熱交換を確保するためにヒートダ
クト１５を用い、この燃焼気体と支燃剤空気の間の熱伝
達を行うためにヒートダクト１５゛を用いる。

本発明の範囲内にて１種々の変法を企図することができ
る。そのうち若干のものを次に示す：ａ）バーナーに送
られる支燃剤空気の酸素富化；ｂ）煙の温度に応じてヒ
ートダクトのすべての部分にフィンの配置； Ｃ）熱交換器の全長にわたる同性質のヒートダクトの使
用： ｄ）熱交換器の長さ方向の煙の温度の変化に応じて異っ
た性質のヒートダクトの使用： ｅ）熱交換器を横切る煙の流量の制限の利用：ｆ）煙の
空気での希釈による、熱交換器中の煙の入口温度の制御
： ｇ）再循環された冷たい煙を用いる希釈による、熱交換
器中の煙の入口温度の制御。

【図面の簡単な説明】

第１図は、既知の型の自己熱回収性バーナーの縦断面の
略図である。第２，３図は、本発明による支燃剤空気を
予備加熱する型の自己熱回収性バーナーのそれぞれ水平
断面図および垂直断面図である。第４．５図は、本発明
による支燃剤空気の予備加熱と燃料気体の予備加熱を行
う型の自己熱回収性バーナーのそれぞれ水平断面図およ
び横断面図である。 １・・−壁、　　　　　　　　２・・争炉、３・・・導
管、　　　　　　　４・―・導管、５・・拳輪状ベイン
、　　　　　６拳・・導管。 ｉｏ・・・燃料供給導管、 １１・・・支燃剤空気導入管、１２・ｅ−ベイン、１３
・・Φ導管、　　　１４・・・ヒートダクト、１５．１
５’・・・ヒートダクト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃焼気体と支燃剤空気の間、ときにはさらに燃料と
   の間の熱伝達を確保するためのヒートダクト（１４、１
   ５、１５′）を含むことを特徴とする自己熱回収性バー
   ナー。 ２、煙循環ベイン（１２）中の煙の熱の可成りの部分を
   回収してベイン（１１）中を流れる空気に伝達するヒー
   トダクト（１４）を用いる熱伝達により、バーナーに送
   られる支燃剤空気のみが加熱されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のバーナー。 ３、前記ヒートダクトを用いる熱伝達により、燃料のみ
   が加熱されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のバーナー。 ４、燃料および支燃剤空気がヒートダクト（１５、１５
   ′）によりそれぞれ加熱されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のバーナー。 ５、支燃剤空気が酸素富化空気であることを特徴とする
   特許請求の範囲前記いずれかの一項に記載のバーナー。 ６、煙の温度に応じて、ヒートダクトが全面的にまたは
   部分的にフィンを備えていることを特徴とする特許請求
   の範囲前記いずれかの一項に記載のバーナー。 ７、ヒートダクトが、熱交換器の全長にわたって同じ性
   質のものであることを特徴とする特許請求の範囲前記い
   ずれかの一項に記載のバーナー。 ８、熱交換器の長さ方向の煙の温度の変化に適応して、
   ヒートダクトの性質が異っていることを特徴とする特許
   請求の範囲前記いずれかの一項に記載のバーナー。 ９、ヒートダクトを横切る煙の流量が制御されることを
   特徴とする特許請求の範囲前記いずれかの一項に記載の
   バーナー。 １０、ヒートダクトを横切る煙の入口温度が、空気によ
   る希釈によって制御されることを特徴とする特許請求の
   範囲前記いずれかの一項に記載のバーナー。 １１、ヒートダクト内の煙の入口温度が、再循環された
   冷たい煙による希釈によって制御されることを特徴とす
   る特許請求の範囲前記第１ないし５項のいずれかの一項
   に記載のバーナー。