TWI415948B - Top burner hot air stove - Google Patents

Description

爐頂燃燒式熱風爐

本發明係關於燃燒系統具有特徵之爐頂燃燒式熱風爐。

使空氣於儲蓄熱之蓄熱室流通而產生熱風，並將其供給至高爐之蓄熱式熱風爐，有於圓筒外皮內並設有燃燒室與蓄熱室之內燃式熱風爐，或於不同之圓筒外皮內設置燃燒室與蓄熱室，且使兩室在雙方之外皮之一端連通之外燃式熱風爐等，作為與該外燃式熱風爐具備同等之性能且可比外燃式熱風爐減少設備費之蓄熱式熱風爐，專利文獻1中揭示有於蓄熱室之上方設置有與燃燒器連通之燃燒室之爐頂燃燒式熱風爐。

此處，參照圖7之模式圖，概述先前之爐頂燃燒式熱風爐之構成。如圖7所示，先前之爐頂燃燒式熱風爐F於蓄熱室T之上方配置有燃燒室N，在所謂的燃燒時，由燃燒器B供給至該燃燒室N(X1方向)之燃料氣體與燃燒用空氣之混合氣體在通過燃燒管道BD之過程中點燃，經燃燒成為高溫之燃燒氣體而流入燃燒室N中。如圖7之VIII-VIII向視圖之圖8所示，該燃燒管道BD俯視觀察時相對燃燒室N設置於複數個部位(圖8中為4個部位)，高溫燃燒氣體在燃燒室內一面大幅旋轉(X4方向)一面向下方流下，燃燒氣體在流下蓄熱室T之過程(X2方向)中，其熱在蓄熱室T蓄熱，通過蓄熱室T之燃燒氣體經由煙道E排氣。另，在本說明書中，將燃燒器B與燃燒管道BD統稱為燃燒系統。

燃燒管道BD相對燃燒室N之具體安裝形態，如圖8所示，例如4座燃燒管道BD以俯視觀察時偏移90度之態樣設置於燃燒室N，且各燃燒管道BD皆在向燃燒室N之燃燒氣體之流入方向不通過俯視呈圓形之燃燒室N之中心O之偏心位置與燃燒室N連通，其結果，從各燃燒管道BD流入燃燒室N內之燃燒氣體，與從其他鄰接之燃燒管道BD流入燃燒室N內之燃燒氣體干涉，各個燃燒氣體之流動方向被轉換，於燃燒室N內形成強大之燃燒氣體之旋流(X4方向之流動)。

如圖8所示，於燃燒室N內形成燃燒氣體之強大旋流，藉此對蓄熱室T整體供給高溫燃燒氣體，因此可利用蓄熱室T整體成為熱風產生能較高之熱風爐。

另一方面，在向未圖示之高爐供給熱風之所謂送風時，關閉控制燃燒管道BD內之遮斷閥V，從而停止燃燒系統中之燃料氣體與燃燒用空氣之供給，經由送風管S對蓄熱室T供給例如150℃左右之空氣，空氣在蓄熱室T內上升之過程中，成為例如1200℃左右之熱風，該熱風經由熱風管H供給至高爐(X3方向)。

如此，在燃燒時，由於混合有燃燒前之低溫之燃料氣體與燃燒用空氣之低溫之混合氣體流通燃燒管道，故該燃燒管道被冷卻，呈冷卻狀態。與此相對，於送風時，由於通過蓄熱室上升之熱風充滿燃燒室內，故與該燃燒室連通之燃燒管道被加熱。即，燃燒管道交替重複接受燃燒時之冷卻與送風時之加熱，因重複該冷卻、加熱，會導致例如防 護燃燒管道之內壁之耐火物(磚等陶瓷)容易損傷，從而有壽命受限之問題。

再者，提高燃燒系統之燃燒效率係該技術領域中之重要課題之一，為提高該燃燒效率，重要的是獲得燃料氣體與燃燒用空氣經充分混合之混合氣體。

作為構成燃燒系統之先前之燃燒器，如圖9a、b所示，可列舉同芯3重管構造之燃燒器B。該燃燒器B為分別於中心管路Ba中流通燃燒用空氣A1，於其外周之中央管路Bb中流通燃料氣體G，進而於其外周之最外管路Bc中流通另外之燃燒用空氣A2(X1方向)，且藉由分別固定於管路Ba、Bb、Bc之旋轉用葉片Ra、Rb、Rc，於Y1方向、Y2方向、及Y3方向，產生燃燒用空氣A1、A2與燃料氣體G之旋流，從而在燃燒管道BD內產生該等旋流混合而成之混合氣體MG。另，專利文獻2中揭示有於多重管路之最外管路中設置有旋轉用葉片之構造之燃燒器。

混合氣體MG在燃燒管道BD內旋轉並流通之過程中點燃而燃燒，燃燒後之燃燒氣體與燃燒前同樣一面旋轉一面流入燃燒室N。

但，如圖9a所示，在燃燒管道BD內產生混合氣體MG之旋流，其燃燒而成之燃燒氣體之旋流流入燃燒室N內時，會在燃燒室N內形成更大之燃燒氣體之旋流(該旋流並非圖8所示之平面旋流X4)，而向例如燃燒室N之下方之蓄熱室T側急劇落入，從而如圖8所示，難以形成以直進流(X1方向)從燃燒管道BD流入燃燒室N內之燃燒氣體之流動。

如圖8所示之燃燒室N內之燃燒氣體之大旋流(X4方向之流動)，從各燃燒管道BD流入燃燒室N之燃燒氣體之流動具有某種程度之直進成份而流入，藉此，燃燒氣體彼此相互干涉，從而有助於大旋流之形成。因此，為使燃料氣體與燃燒用空氣充分混合而形成混合氣體，若僅於燃燒管道BD內形成如圖9a所示之混合氣體之大旋流、進而其燃燒後之燃燒氣體之旋流，則由於燃燒氣體不具有充分之直進成份，故無法在燃燒室N內形成用於將高溫之燃燒氣體供給至蓄熱室T之全區域之大旋流(X4方向之流動)。

鑑於該等狀況，期望能夠解決以下所有課題之技術開發，即：在燃燒系統內產生充分混合有燃料氣體與燃燒用空氣之混合氣體；使在燃燒管道內混合氣體燃燒而成之燃燒氣體具有充分之直進成份而流入燃燒室內，且在燃燒室內形成大旋流而將高溫燃燒氣體供給至蓄熱室整體；再者，解決因燃燒管道之內壁之耐火物接受之重複之冷卻、加熱而導致燃燒管道內壁之耐火物容易損傷之課題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特公昭48-4284號公報

[專利文獻2]日本專利第3793466號公報

本發明係鑑於上述之問題而完成者，其目的在於提供一種能夠解決如下所有課題之爐頂燃燒式熱風爐，即：在燃 燒系統內產生充分混合有燃料氣體與燃燒用空氣之混合氣體；使在燃燒管道內混合氣體燃燒而成之燃燒氣體具有充分之直進成份而流入燃燒室內，且在燃燒室內形成大旋流而將高溫燃燒氣體供給至蓄熱室整體；再者，解決因燃燒管道之燃燒室側之區域接受之重複之冷卻、加熱而導致燃燒管道內壁之耐火物容易損傷之課題。

為達成前述目的，本發明之爐頂燃燒式熱風爐係由具備供給熱風用空氣之送風管之蓄熱室、與具備向高爐供給熱風之熱風管與燃燒系統而配設於蓄熱室之上部之燃燒室構成，且藉由從燃燒系統供給至燃燒室之燃料氣體與燃燒用空氣之混合氣體之燃燒使蓄熱室升溫，將熱風用空氣通過蓄熱室之過程中產生之熱風經由熱風管供給至高爐者，且前述燃燒系統由直徑不同之3個以上之多重管路且各個管路流動燃料氣體或燃燒用空氣之燃燒器、及與燃燒器連通之燃燒管道構成，燃燒管道連通於燃燒室，構成前述多重管路之各個管路中，於最外管路以外之管路中設置旋流產生機構而產生在其內部流動之燃料氣體或燃燒用空氣之旋流，而於前述最外管路中流動燃料氣體或燃燒用空氣之直進流，並藉由流入燃燒管道內之燃料氣體與燃燒用空氣之旋流，產生混合氣體之旋流，該混合氣體之旋流與燃料氣體或燃燒用空氣之直進流在於燃燒管道內流動之過程中燃燒，產生具備直進成份與旋轉成份之燃燒氣體，且於前述燃燒室中，從至少1個以上之前述燃燒系統，於不通過該 燃燒室之中心位置之流入方向，對前述燃燒室供給燃燒氣體。

本發明之爐頂燃燒式熱風爐係對其構成要件即構成燃燒系統之燃燒器加以改良，於包含直徑不同之3條以上多重管路之燃燒器之中、最外管路以外之管路中設置旋流產生機構，而產生燃料氣體或燃燒用空氣之旋流，且將該等旋流在燃燒管道內混合，藉此可產生經充分混合之混合氣體，進而，使燃料氣體或燃燒用空氣以直進而非旋轉的方式於燃燒器之最外管路中流動，且保持該狀態而流入燃燒管道內，藉此，使混合氣體之旋流與燃料氣體或燃燒用空氣之直進流於燃燒管道中流通。

燃燒器為包含例如同芯之3重管路之構造形態之情形，舉於中心管路中流動燃燒用空氣，於中央管路中流動燃料氣體，於最外管路中流動另一種燃燒用空氣之情形為例，在中央之2個管路中，燃料氣體與燃燒用空氣共同藉由旋流產生機構而產生旋流，且該等在燃燒管道內混合。且，該混合氣體係與不在其周圍旋轉而是直進之另一種燃燒用空氣一起在燃燒管道內流動。即，於燃燒管道內形成燃燒用空氣之直進成份與混合氣體之旋轉成份混合而成之氣流，其在燃燒管道之燃燒室側附近之區域點燃並燃燒，燃燒後之燃燒氣體亦成為與燃燒前之氣流同樣具有直進成份與旋轉成份之燃燒氣體而流入燃燒室。

藉由該燃燒氣體之中心之2個管路之由旋流產生機構產生之旋轉成份，於燃燒管道之中心部形成負壓區域。藉由 形成負壓區域，於此處充入燃燒室內之高溫環境氣體，且所充入之高溫環境氣體輻射至燃燒管道之內壁，藉此可使燃燒時容易冷卻之燃燒管道之內壁增溫。

因燃燒時燃燒管道之燃燒室側區域之內壁被增溫，而使燃燒時與送風時之內壁之溫度差非常小，從而可有效地抑制因重複冷卻、加熱而導致之燃燒管道內壁之耐火物之損傷。

另一方面，可藉由燃燒氣體之直進成份使燃燒氣體具有充分之直進性，從而使其流入燃燒室內，具有該直進成份而流入燃燒室內之燃燒氣體與從其他燃燒系統流入燃燒室之燃燒氣體相互干涉，或流入燃燒室後衝撞向對向之燃燒室之內壁而轉換流動方向，藉此，於燃燒室內容易形成俯視時所見燃燒氣體之大旋流，因此，可將高溫之燃燒氣體供給至蓄熱室之全區域。

如此，本發明之爐頂燃燒式熱風爐對其構成要件即構成燃燒系統之燃燒器加以改良，在燃燒管道內產生混合氣體之旋流與燃料氣體或燃燒用空氣之直進流，使該等在燃燒管道內燃燒，藉此產生具有直進成份與旋轉成份之燃燒氣體，即，藉由使燃燒氣體之流動成份適當化，可在燃燒系統內產生燃料氣體與燃燒用空氣充分混合之混合氣體，從而可提高燃燒系統之燃燒效率。又，可在燃燒室內形成燃燒氣體之大旋流，並將其供給至蓄熱室之整體，從而可形成熱風產生能優良之熱風爐。再者，使燃燒管道內壁之燃燒時與送風時之溫度差減少，因此可提高燃燒管道內壁之 耐火物之耐久性。

此處，作為前述旋流產生機構，可列舉以下所示之2個實施形態。

其一之實施形態為於最外管路以外之各管路內設置旋轉用葉片。

例如，由同芯之3重管路構成燃燒器之情形時，在中央2個管路內分別設置特定之旋轉用葉片，由同芯之5重管路構成之情形時，在中央4個管路內分別設置特定之旋轉用葉片。任一形態均不於最外管路中設置旋轉用葉片，使燃料氣體或燃燒用空氣以直進的方式流動，而流入燃燒管道。

另一方面，旋流產生機構之其他實施形態為使每個構成燃燒器之多重管路中之產生機構不同者，於最小直徑之中心管路中設置旋轉用葉片，對最外管路及中心管路以外之管路，從相對其軸心偏心之位置或在傾斜之方向供給燃料氣體或燃燒用空氣。

位於中央之中心管路具有旋轉用葉片之點雖與如上所述之實施形態相同，但作為適用於除最外管路以外之管路之旋流產生機構之形態，可對供給至管路之燃料氣體或燃燒用空氣之方向加以調整，從相對管路軸心偏移之位置，或在傾斜方向供給燃料氣體或燃燒用空氣，藉此於較其更小直徑之管路之周圍形成旋流(或螺旋流)。

例如由同芯之3重管路構成燃燒器之情形時，對位於中間之管路從相對軸心偏移之位置供給氣體，藉此，在中心 管路之周圍形成旋流，且其流入燃燒管道內。

又，作為燃燒系統相對燃燒室之安裝形態，較佳之形態為將3個前述燃燒系統以120度間隔配設於燃燒室，從各個燃燒系統向前述燃燒室，在不通過該燃燒室之中心位置之流入方向供給燃燒氣體，進而較佳之形態為將4個前述燃燒系統以90度間隔配設於燃燒室，從各個燃燒系統向前述燃燒室，在不通過該燃燒室之中心位置之流入方向供給燃燒氣體。

燃燒系統相對燃燒室之安裝形態即使為例如僅有1個燃燒系統，若將其配置成在不通過燃燒室之中心位置之流入方向供給燃燒氣體，則仍可在燃燒室內產生旋流。但，該情形時，從1個燃燒系統流入燃燒室內之燃燒氣體衝撞向燃燒室之對向內壁而轉換方向，從而一面以沿著燃燒室之內壁的方式流動，一面形成旋流。

與此相對，將3個燃燒系統以120度間隔配設於燃燒室之情形，或將4個燃燒系統以90度間隔配設於燃燒室之情形，從1個燃燒系統流入燃燒室之燃燒氣體與來自其他燃燒系統之燃燒氣體易干涉，藉由該相互干涉，可於燃燒室內順利地形成俯視時所見之大旋流。

從以上之說明可知，根據本發明之爐頂燃燒式熱風爐，藉由在燃燒管道內產生混合氣體之旋流與燃料氣體或燃燒用空氣之直進流，並使該等在燃燒管道內燃燒而產生具有直進成份與旋轉成份之燃燒氣體，可在燃燒系統內產生燃 料氣體與燃燒用空氣充分混合之混合氣體，從而提高燃燒系統之燃燒效率。又，可使具有充分之直進成份之燃燒氣體從燃燒管道流入燃燒室，藉此可在燃燒室內形成燃燒氣體之大旋流，而將其供給至蓄熱室之整體，從而成為熱風產生能優良之爐頂燃燒式熱風爐。再者，藉由燃燒管道內之燃燒氣體之旋轉成份形成負壓區域，並於此處充入燃燒室內之高溫環境氣體，且將其輻射熱供給至燃燒管道內壁，藉此可使燃燒時與送風時之燃燒管道內壁之溫度差減少，消除或緩和此處之冷卻、加熱之重複週期，從而提高配置於該內壁之耐火物之耐久性。

以下，參照圖式說明本發明之爐頂燃燒式熱風爐之實施形態。

圖1係顯示本發明之爐頂燃燒式熱風爐之一實施形態之模式圖，係一起顯示混合氣體、燃燒氣體、熱風用空氣及熱風之各流向之圖，圖2係圖1之II-II向視圖，圖3a、b、圖4a、b均係圖1之III-III向視圖，係一起顯示燃燒室內之燃燒氣體之流向者，且係顯示燃燒系統相對燃燒室之安裝形態之圖。再者，圖5係燃燒系統之一實施形態之縱剖面圖。

圖1所示之爐頂燃燒式熱風爐10，其全體以俯視時呈圓形或大致圓形(橢圓形等)之方式構成，係於蓄熱室4之上方配置有燃燒室3者，對該燃燒室3，由燃燒器1供給(X1方向)之燃料氣體與燃燒用空氣之混合氣體在通過燃燒管道2 之過程中被點燃而燃燒，成為高溫燃燒氣體而流入燃燒室3。另，燃燒系統係由燃燒器1與燃燒管道2構成。另，嚴格而言，從燃燒管道2流向燃燒室3者除了燃燒氣體以外，亦存在未燃之混合氣體或燃料氣體等，在本說明書中，主要列舉流入燃燒室3之氣體成份即燃燒氣體進行說明。

如圖3a所示，燃燒管道2係於俯視觀察時相對燃燒室3設置於4個部位，且各自配設於每隔90度偏移之位置，各燃燒管道2均在燃燒氣體向燃燒室3之流入方向不通過俯視時呈圓形之燃燒室3之中心O之偏心位置通向燃燒室3。因此，從各燃燒管道2流入燃燒室3內之燃燒氣體，與從其他鄰接之燃燒管道2流入燃燒室3內之燃燒氣體產生干涉，各自之燃燒氣體之流動方向被轉換，於燃燒室3內形成如圖所示之強大之燃燒氣體之旋流(X4方向之流動)。

再者，除此以外，燃燒管道2相對燃燒室3之安裝形態亦可如圖3b所示，3個燃燒系統以120度間隔配設於燃燒室3之形態；如圖4a所示，於燃燒室3安裝1個燃燒系統之形態；如圖4b所示，2個燃燒系統在偏移90度之位置安裝於燃燒室3之形態等，無論哪一形態，燃燒管道2均在混合氣體向燃燒室3之流入方向不通過俯視時呈圓形之燃燒室3之中心O而在偏心位置與燃燒室3連通。

該燃燒氣體如圖3、圖4所示，俯視觀察時大幅旋轉，且縱剖面而言，一方面形成在圖1之X2方向下降之螺旋流，並流下至蓄熱室4之全體，在該流下過程中，其熱在蓄熱室4蓄熱，通過蓄熱室4之燃燒氣體經由經打開控制遮斷閥 7a之煙道管7排氣。如此，可將燃燒系統中之混合氣體之燃燒、與對蓄熱室4供給高溫之燃燒氣體而使蓄熱室4升溫之操作稱為「燃燒時」。

如圖2所示，燃燒器1為同芯3孔式多重管路，如圖5所示，燃燒器1在其端面1a以連通姿勢連接於燃燒管道2，使燃燒用空氣A1於其中心管路1b中流動，燃料氣體G於中央管路1c中流動，另一種燃燒用空氣A2於最外管路1d中流動。

再者，對最外管路1d以外之中心管路1b與中央管路1c，分別於管路內設置有經固定之旋轉用葉片8b、8c。

在中央之2個管路1b、1c中，燃燒用空氣A1與燃料氣體G分別藉由旋轉用葉片8b、8c(Y1方向、Y2方向)，而產生各自之旋流X1'，該等之旋流X1'在燃燒管道2內混合而產生混合氣體MG之旋流。且，該混合氣體MG係與不於其周圍旋轉而係直進之另一種燃燒用空氣A2一起在燃燒管道2內流動。

即，於燃燒管道2內產生燃燒用空氣A2之直進成份與混合氣體MG之旋轉成份混合而成之氣流，其在燃燒管道2之燃燒室側附近之區域點燃燃燒，產生與燃燒前之氣流同樣具有直進成份HG"與旋轉成份HG'之燃燒氣體HG，其流入燃燒室3。

藉由該燃燒氣體HG之旋轉成份HG'，於燃燒管道2之燃燒室3側之區域形成負壓區域NP。藉由形成負壓區域NP，於此處充入燃燒室3內之高溫環境氣體(Z1方向)，且所充 入之高溫環境氣體輻射至燃燒管道2之內壁(Z2方向)，藉此可使燃燒時容易冷卻之燃燒管道2之燃燒室側區域之內壁升溫。

因燃燒時燃燒管道2之內壁被升溫，故燃燒時與送風時之內壁之溫度差非常少，從而可有效地抑制因冷卻、加熱之重複而導致之燃燒管道內壁之耐火物的損傷。

又，藉由燃燒氣體HG之直進成份HG"使燃燒氣體HG具有充分之直進性，而可使其流入燃燒室3內，具有該直進成份而流入燃燒室3之燃燒氣體HG，與從其他燃燒系統流入燃燒室3之燃燒氣體相互干涉(圖3a、b之情形)，或流入燃燒室3後衝撞向對向之燃燒室3之內壁而使流動方向轉換(圖4a、b之情形)，藉此於燃燒室3內容易形成俯視時所見之燃燒氣體HG之大旋流X4，因而可將高溫之燃燒氣體HG供給至蓄熱室4之全區域。

圖6a中顯示有構成燃燒系統之燃燒器之其他實施形態。該燃燒器1A亦為由同芯之3重管路構成者，於中心管路1b中設置有旋轉用葉片8b，且如圖6b所示，在中央管路1c中，從使燃料氣體G向該管路內之供給方向相對管路軸心偏心之位置進行供給，藉由從偏心之位置、或於傾斜方向對中央管路1c內供給燃料氣體，可於其內側之中心管路1b之周圍形成旋流X1"(或螺旋流)。

返回至圖1，在向未圖示之高爐供給熱風時，關閉控制燃燒管道2內之遮斷閥2a、及煙道管7內之煙道閥7a，經由將遮斷閥6a打開控制之送風管6，對蓄熱室4供給例如 150℃左右之高溫空氣，在高溫空氣於蓄熱室4內上升之過程中，成為例如1200℃左右之熱風，該熱風經由將遮斷閥5a打開控制之熱風管5而供給至高爐(X3方向)。如此，可將在熱風爐內產生熱風並將其供給至高爐之操作稱為「送風時」。

根據圖式之爐頂燃燒式熱風爐10，藉由在燃燒管道2內產生混合氣體MG之旋流與燃料氣體或燃燒用空氣之直進流，使該等在燃燒管道2內燃燒而產生具有直進成份HG"與旋轉成份HG'之燃燒氣體HG，可在燃燒系統內產生燃料氣體與燃燒用空氣充分混合之混合氣體MG，從而可提高燃燒系統之燃燒效率。又，可使具有充分之直進成份之燃燒氣體HG從燃燒管道2向燃燒室3流入，藉此可在燃燒室3內形成燃燒氣體HG之大旋流，並將其供給至蓄熱室4整體，從而成為熱風產生能優良之爐頂燃燒式熱風爐。再者，藉由燃燒管道2內之燃燒氣體HG之旋轉成份HG'形成負壓區域NP，並於此處充入燃燒室3內之高溫環境氣體，將其輻射熱供給至燃燒管道內壁，藉此，可使燃燒時與送風時之燃燒管道內壁之溫度差縮小，消除或緩和此處之冷卻、加熱之重複週期，從而提高配置於該內壁之耐火物之耐久性。

以上，雖已使用圖式詳述本發明之實施形態，但具體之構成並非限定於該實施形態，若有在不脫離本發明之要旨之範圍內之設計變更等，則該等亦為涵蓋於本發明者。

1‧‧‧燃燒器

1A‧‧‧燃燒器

1a‧‧‧燃燒器出口

1b‧‧‧中心管路

1c‧‧‧中央管路

1d‧‧‧最外管路

2‧‧‧燃燒管道

2a‧‧‧遮斷閥

3‧‧‧燃燒室

4‧‧‧蓄熱室

5‧‧‧熱風管

5a‧‧‧遮斷閥

6‧‧‧送風管

6a‧‧‧遮斷閥

7‧‧‧煙道管

7a‧‧‧遮斷閥

8b‧‧‧旋轉用葉片

8c‧‧‧旋轉用葉片

10‧‧‧爐頂燃燒式熱風爐

A1‧‧‧燃燒用空氣

A2‧‧‧燃燒用空氣

B‧‧‧燃燒器

Ba‧‧‧中心管路

Bb‧‧‧中央管路

Bc‧‧‧最外管路

BD‧‧‧燃燒管道

E‧‧‧煙道

F‧‧‧爐頂燃燒式熱風爐

G‧‧‧燃料氣體

H‧‧‧熱風管

HG‧‧‧燃燒氣體

HG'‧‧‧燃燒氣體之旋轉成份

HG"‧‧‧燃燒氣體之直進成份

MG‧‧‧混合氣體

N‧‧‧燃燒室

NP‧‧‧負壓區域

O‧‧‧中心

Ra‧‧‧旋轉用葉片

Rb‧‧‧旋轉用葉片

Rc‧‧‧旋轉用葉片

S‧‧‧送風管

T‧‧‧蓄熱室

V‧‧‧遮斷閥

X1‧‧‧方向

X1'‧‧‧旋流

X1"‧‧‧旋流

X2‧‧‧方向

X3‧‧‧方向

Y4‧‧‧方向

Y1‧‧‧方向

Y2‧‧‧方向

Y3‧‧‧方向

Z1‧‧‧方向

Z2‧‧‧方向

圖1係顯示本發明之爐頂燃燒式熱風爐之一實施形態之模式圖，且為一起顯示混合氣體、燃燒氣體、熱風用空氣及熱風之各流向之圖。

圖2係圖1之II-II向視圖。

圖3(a)、(b)均係圖1之III-III向視圖，係一起顯示燃燒室內之燃燒氣體之流向之圖，係顯示燃燒系統相對燃燒室之安裝形態之圖。

圖4(a)、(b)與圖3a、b相同，均係圖1之III-III向視圖，係一起顯示燃燒室內之燃燒氣體之流向之圖，係顯示燃燒系統相對燃燒室之安裝形態之圖。

圖5係燃燒系統之一實施形態之縱剖面圖，係說明具備直進成份與旋轉成份之燃燒氣體、與藉由該燃燒氣體形成負壓區域之圖。

圖6(a)係構成燃燒系統之燃燒器之其他實施形態之縱剖面圖，(b)係(a)之b-b向視圖。

圖7係顯示先前之爐頂燃燒式熱風爐之一實施形態之模式圖，且係一起顯示混合氣體、燃燒氣體、熱風用空氣及熱風之各流向之圖。

圖8係圖7之VIII-VIII向視圖，係一起顯示燃燒室內之燃燒氣體之流向之圖。

圖9(a)、(b)係先前之燃燒系統之一實施形態之縱剖面圖。

1‧‧‧燃燒器

1a‧‧‧燃燒器出口

1b‧‧‧中心管路

1c‧‧‧中央管路

1d‧‧‧最外管路

2‧‧‧燃燒管道

2a‧‧‧遮斷閥

3‧‧‧燃燒室

8b‧‧‧旋轉用葉片

8c‧‧‧旋轉用葉片

A1‧‧‧燃燒用空氣

A2‧‧‧燃燒用空氣

G‧‧‧燃料氣體

HG‧‧‧燃燒氣體

HG'‧‧‧燃燒氣體之旋轉成份

HG"‧‧‧燃燒氣體之直進成份

MG‧‧‧混合氣體

NP‧‧‧負壓區域

X1‧‧‧方向

X1'‧‧‧旋流

Y1‧‧‧方向

Y2‧‧‧方向

Z1‧‧‧方向

Z2‧‧‧方向

Claims (5)

1. 一種爐頂燃燒式熱風爐，其係包含具備供給熱風用空氣之送風管之蓄熱室、及具備向高爐供給熱風之熱風管與燃燒系統而配設於蓄熱室之上部之燃燒室，且藉由從燃燒系統供給至燃燒室之燃料氣體與燃燒用空氣之混合氣體之燃燒而使蓄熱室升溫，將在熱風用空氣通過蓄熱室之過程中產生之熱風經由熱風管而供給至高爐者，且前述燃燒系統係包含直徑不同之3個以上之多重管路且各個管路流通有燃料氣體或燃燒用空氣之燃燒器、及與燃燒器連通之燃燒管道，且燃燒管道連通於燃燒室，於構成前述多重管路之各個管路之中、最外管路以外之管路中，設置旋流產生機構，產生在其內部流動之燃料氣體或燃燒用空氣之旋流，而於前述最外管路中流動燃料氣體或燃燒用空氣之直進流，且藉由流入燃燒管道內之燃料氣體與燃燒用空氣之旋流，產生混合氣體之旋流，該混合氣體之旋流與上述最外管路之燃料氣體或燃燒用空氣之直進流在於燃燒管道內流動之過程中燃燒，而產生具備直進成份與旋轉成份之燃燒氣體，且對前述燃燒室，從至少1個以上之前述燃燒系統，於相對前述燃燒室不通過該燃燒室之中心位置之流入方向供給燃燒氣體。
2. 如請求項1之爐頂燃燒式熱風爐，其中前述旋流產生機構為設置於最外管路以外之各管路內之旋轉用葉片。
3. 如請求項1之爐頂燃燒式熱風爐，其中前述旋流產生機構於每個管路中有不同，最小直徑之中心管路中之旋流產生機構為設置於該管路內之旋轉用葉片，而最外管路及中心管路以外之管路中之旋流產生機構從相對其軸心偏心之位置、或在傾斜之方向供給燃料氣體或燃燒用空氣。
4. 如請求項1至3中任一項之爐頂燃燒式熱風爐，其中3個前述燃燒系統以120度間隔配設於燃燒室，且從各燃燒系統，在不通過該燃燒室之中心位置之流入方向，對前述燃燒室供給燃燒氣體。
5. 如請求項1至3中任一項之爐頂燃燒式熱風爐，其中4個前述燃燒系統以90度間隔配設於燃燒室，且從各燃燒系統，在不通過該燃燒室之中心位置之流入方向，對前述燃燒室供給燃燒氣體。