TWI634302B - 加熱爐之冷卻裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種加熱爐，是利用燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒，並在燃料供應管的外周側設置冷卻用媒體引導管，該冷卻用媒體引導管係將使燃料供應管冷卻的冷卻用空氣予以引導至爐內，加熱爐並且將經由冷卻水調整閥而供應冷卻水的冷卻水供應管與該冷卻用媒體引導管連接。
Description
本發明是關於一種利用燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒的加熱爐。尤其，是在可利用簡單的設備使該加熱爐的爐內在短時間冷卻這點具有特徵的加熱爐。
過去以來，為了對鋼片等的被處理物進行加熱處理，一直是使用一種利用燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒的加熱爐。
並且，就這種加熱爐而言，也使用一種沿著加熱爐的爐長方向設置複數個前述燃燒器，使被處理物在爐內朝爐長方向依序移動，而連續對被處理物進行加熱處理的連續式加熱爐。
在此，在這種加熱爐中，若是要對鋼片等的被處理物進行加熱處理，則被處理物會氧化而產生鏽皮，該鏽皮會掉落在爐內而漸漸堆積，為了進行鏽皮等的處理，作業員就必須進入爐內進行加熱爐的維護。
而且，為了使作業員像這樣進入爐內以進行加熱爐的維護，必須將爐內的溫度降低至可作業的溫度。
在此，像這樣要將爐內的溫度降低至可作業的溫度時，以往是不通過燃料供應管供應燃料，使其停止燃燒，另一方面驅動鼓風機(blower)，通過前述燃燒用空氣供應管將冷卻用空氣送入爐內，並利用該冷卻用空氣使爐內冷卻。
然而，像這樣通過燃燒用空氣供應管將冷卻用空氣送入爐內，並利用該冷卻用空氣使爐內冷卻的情況，需要非常長的時間使爐內的溫度降低至可作業的溫度，尤其，在沿著加熱爐的爐長方向設置複數個燃燒器，使被處理物在爐內朝爐長方向依序移動，而連續對被處理物進行加熱處理的連續式加熱爐的情況下，產生了需要大約2至3天這麼長的時間的問題。
而且，以往是如專利文獻1所示，提案一種在加熱爐的天井部分等設置可插入爐內的噴灑噴嘴(spray nozzle)，使加熱爐當中的燃燒停止之後，如前所述將冷卻用空氣送入爐內，並且將前述噴灑噴嘴插入爐內，從該噴灑噴嘴對於堆積在爐內的鏽皮進行灑水，使爐內的溫度降低的加熱爐。又，如專利文獻2所示，提案一種在加熱爐的天井部分等設置可插入爐內的噴霧噴嘴以及與前述專利文獻1同樣的噴灑噴嘴，使加熱爐當中的燃燒停止之後，如前所述將冷卻用空氣送入爐內，並且將前述噴霧噴嘴及噴灑噴嘴插入爐內，使冷卻水從噴霧噴嘴形成霧狀而噴入
爐內，並且與專利文獻1同樣地從噴灑噴嘴對於堆積在爐內的鏽皮進行灑水，使爐內的溫度降低的加熱爐。
然而，如專利文獻1、2所示，在加熱爐的天井部分等將噴灑噴嘴或噴霧噴嘴設置成可插入爐內的作業非常麻煩，成本也很高，尤其，在沿著加熱爐的爐長方向設置複數個燃燒器，使被處理物在爐內朝爐長方向依序移動，而連續對被處理物進行加熱處理的連續式加熱爐的情況，必須設置非常多的噴灑噴嘴或噴霧噴嘴，因而產生了需要更多的時間，同時成本也極高的問題。
又，像這樣將噴灑噴嘴或噴霧噴嘴設置成可插入爐內的情況，要使爐內冷卻時，每次都必須將噴灑噴嘴或噴霧噴嘴設置成可插入爐內，產生了作業非常麻煩且需要時間的問題。並且，在停止燃燒之後就要在高溫的天井附近進行作業會伴隨相當大的危險。此外，在這種加熱爐當中，利用前述燃燒器使燃料燃燒而在爐內對被處理物進行加熱處理的情況，為了避免爐內的熱從要安裝噴灑噴嘴或噴霧噴嘴的部分洩漏至外部，必須利用蓋材等將安裝部分封閉，因而作業非常麻煩，並且要充分防止熱從蓋材等的安裝部分洩漏相當困難，因而產生了加熱爐內的熱效率也降低等的問題。
[專利文獻1]日本特開平11-181515號公報
[專利文獻2]日本特開2011-202825號公報
本發明之課題在於解決在利用燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒的加熱爐當中，為了進行維護等而使爐內的溫度降低的情況下之如前所述的問題。
亦即，本發明之課題在於，在如前所述的加熱爐當中，可利用簡單的設備使加熱爐的爐內在短時間冷卻。
本發明之加熱爐當中，為了解決如前所述的課題，是在利用燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒的加熱爐當中，在前述燃料供應管的外周側設置冷卻用媒體引導管，該冷卻用媒體引導管係將使燃料供應管冷卻的冷卻用空氣予以引導至爐內，該加熱爐並且將經由冷卻水調整閥而供應冷卻水的冷卻水供應管與該冷卻用媒體引導管連接。
而且，本發明之加熱爐當中，是在利用前述燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒時，利用通過設在燃料供應管之外周的前述冷卻用媒
體引導管被引導至爐內的冷卻用空氣，使燃料供應管冷卻，另一方面，使爐內冷卻的情況下，是使利用前述燃燒器的燃燒停止，並且打開前述冷卻水調整閥，通過冷卻水供應管將冷卻水引導至冷卻用媒體引導管，並且從該冷卻用媒體引導管將冷卻水噴射至爐內。
在此，如前所述利用燃燒器使通過燃料供應管所供應的燃料燃燒時，若利用通過設在燃料供應管之外周的前述冷卻用媒體引導管被引導至爐內的冷卻用空氣使前述燃料供應管冷卻，則可抑制燃料供應管因為燃燒時的熱以及來自爐內的輻射熱而變形或受損。
又，要使爐內冷卻的情況下，若停止利用燃燒器的燃燒，並且打開冷卻水調整閥，通過冷卻水供應管將冷卻水引導至冷卻用媒體引導管，並且從該冷卻用媒體引導管將冷卻水噴射至爐內，就不需要像過去將噴灑噴嘴或噴霧噴嘴設置成可個別插入爐內，也不需要在高溫的天井附近進行插入噴嘴的作業，而可如前所述利用從冷卻用媒體引導管所噴射的冷卻水有效且安全地使爐內冷卻。
又，從前述冷卻用媒體引導管將冷卻水噴射至爐內時，亦可將前述冷卻用空氣與冷卻水一起從冷卻用媒體引導管噴射至爐內，使冷卻水形成霧狀而噴射至爐內。若如此進行，霧狀的冷卻水就會在爐內擴散，因此可快速地冷卻大範圍。
又，在沿著爐長方向設有複數個前述燃燒器，使被處理物在爐內朝爐長方向依序移動，而連續對被
處理物進行加熱處理的連續式加熱爐當中，要使爐內冷卻的情況，若如前所述停止利用燃燒器的燃燒，並且打開冷卻水調整閥，通過冷卻水供應管將冷卻水引導至冷卻用媒體引導管，從該冷卻用媒體引導管將冷卻水噴射至加熱爐內，則即使是爐長更長的連續式加熱爐，也可利用從各冷卻用媒體引導管所噴射的冷卻水，使爐長更長的爐內全體一起有效地冷卻。
又，本發明之加熱爐當中，前述燃燒器亦可使用透過蓄熱室來供應燃燒用空氣的蓄熱式燃燒器。
本發明之加熱爐當中，由於是利用前述燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒時，利用如前所述通過設在燃料供應管之外周的冷卻用媒體引導管被引導至爐內的冷卻用空氣使燃料供應管冷卻，因此可抑制燃料供應管因為燃燒器之燃燒時的熱以及來自爐內的輻射熱而變形或受損。
又，本發明之加熱爐當中，要使爐內冷卻的情況是如前所示使利用燃燒器的燃燒停止，並且打開冷卻水調整閥，通過冷卻水供應管將冷卻水引導至冷卻用媒體引導管，並且從該冷卻用媒體引導管將冷卻水噴射至加熱爐的爐內，因此不需要像過去將噴灑噴嘴或噴霧噴嘴設置成可個別插入爐內，而可如前所述利用從冷卻用媒體引導管所噴射的冷卻水使爐內有效地冷卻。
1‧‧‧被處理物
10‧‧‧加熱爐
10a‧‧‧側壁
11‧‧‧爐內
12‧‧‧裝入門扇
13‧‧‧爐內搬送機構
14‧‧‧抽出門扇
20‧‧‧燃燒器
21‧‧‧燃料供應管
21a‧‧‧燃料調整閥
22‧‧‧燃燒用空氣供應管
22a‧‧‧蓄熱室
22b‧‧‧蓄熱體
23‧‧‧冷卻用媒體引導管
24‧‧‧冷卻水供應管
24a‧‧‧冷卻水調整閥
第1圖是在本發明之一實施形態的加熱爐當中，沿著爐長方向設有複數個燃燒器，然後依序加熱被處理物的連續式加熱爐之狀態的概略說明圖。
第2圖是利用前述實施形態之加熱爐所使用的燃燒器使燃料燃燒時，在燃燒器當中，將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒之狀態的概略說明圖。
第3圖是使前述實施形態之加熱爐的爐內冷卻時，使利用前述燃燒器的燃燒停止，並且通過冷卻水供應管將冷卻水引導至冷卻用媒體引導管，並且從該冷卻用媒體引導管將冷卻水噴射至加熱爐內之狀態的概略說明圖。
第4圖是在前述實施形態之加熱爐使用蓄熱式燃燒器，並利用該蓄熱式燃燒器使燃料燃燒之狀態的概略說明圖。
第5圖是在使用蓄熱式燃燒器的前述實施形態的加熱爐當中，使該加熱爐的爐內冷卻之狀態的概略說明圖。
以下，根據所附圖式，具體地說明本發明之實施形態的加熱爐。此外，本發明之加熱爐並不限於以下所述的實施形態，而可在不改變發明之主旨的範圍進行適當變更來實施。
在該實施形態之加熱爐10當中，如第1圖
所示，在爐內11對被處理物1進行加熱處理時，是通過設在加熱爐10之裝入側的裝入門扇12將被處理物1依序裝入爐內11，並利用設在該爐內11的進給滾輪等的爐內搬送機構13，使上述被處理物1在爐內11依序移動，並且利用沿著爐長方向設在該加熱爐10之側壁10a的複數個燃燒器20依序進行加熱處理，接下來通過設在加熱爐10之抽出側的抽出門扇14將被處理物1依序從爐內11取出。此外，作為使被處理物1在爐內11依序移動的爐內搬送機構13，除了如上所述的進給滾輪之外，可使用步進梁式(walking beam)等眾所周知的進給機構。
在此，在該實施形態之加熱爐10當中，作為前述燃燒器20，如第2圖及第3圖所示，是通過設有燃料調整閥21a的燃料供應管21將燃燒用的燃料引導至爐內11，並且以覆蓋前述燃料供應管21之外周的方式設置供應燃燒用空氣的燃燒用空氣供應管22，並且通過該燃燒用空氣供應管22將燃燒用空氣供應至通過燃料供應管21被引導至爐內11的燃料的外周側。
又，在前述燃燒用空氣供應管22的內周側，以隔著所需間隔覆蓋在燃料供應管21之外周側的方式來設置將使前述燃料供應管21冷卻的冷卻用空氣引導至爐內11的冷卻用媒體引導管23，並且使經由冷卻水調整閥24a而供應冷卻水的冷卻水供應管24與該冷卻用媒體引導管23連接。
接下來，在該實施形態之加熱爐10當中，
要利用前述燃燒器20使燃料在爐內11燃燒時，是如第2圖所示，打開前述燃料調整閥21a，通過燃料供應管21將燃料引導至爐內11，並且從設置成覆蓋燃料供應管21之外周的燃燒用空氣供應管22，將燃燒用空氣供應至通過燃料供應管21被引導至爐內11的燃料的外周側，使前述燃料在爐內11燃燒，並且將冷卻用空氣通過設在前述燃料供應管21之外周的冷卻用媒體引導管23引導至爐內11，利用該冷卻用空氣使前述燃料供應管21冷卻，以抑制燃料供應管21因為燃燒器20之燃燒時的熱以及來自爐內11的輻射熱而變形或受損。此外，圖式當中，關於各閥21a、24a的開閉，是以塗白表示打開狀態，以塗黑表示關閉狀態。
另一方面，該實施形態之加熱爐10當中，在為了進行加熱爐10的維護等而使爐內11的溫度降低的情況，關閉第3圖中之前述燃料調整閥21a，使其不從燃料供應管21將燃料供應至爐內11，使利用燃燒器20的燃燒停止，並且打開前述冷卻水調整閥24a，通過冷卻水供應管24將冷卻水引導至冷卻用媒體引導管23，並且從該冷卻用媒體引導管23將冷卻水噴射至加熱爐10的爐內11，利用以這種方式噴射的冷卻水使爐內11冷卻，使爐內11的溫度降低。
若以此方式進行，則不需要像過去將噴灑噴嘴或噴霧噴嘴設置成可插入爐內11，而可利用簡單的設備有效地使爐內11冷卻。此外，像這樣從冷卻用媒體引導管23將冷卻水噴射至爐內11使爐內11冷卻的情況，可將
前述冷卻用空氣與冷卻水一起從冷卻用媒體引導管23噴射至爐內11，使冷卻水形成霧狀而噴射。並且，亦可通過前述燃燒用空氣供應管22，將燃燒用空氣作為冷卻用空氣而供應至爐內11。
又，在前述實施形態之加熱爐10當中顯示出使用一般燃燒器20的情況，但是所使用的燃燒器20並不限於這種燃燒器。
例如，亦可使用如第4圖及第5圖所示的加熱爐10，利用收容在蓄熱室22a的蓄熱體22b來加熱燃燒用空氣，然後通過燃燒用空氣供應管22供應至爐內11的蓄熱式燃燒器20。
而且，在使用如前所述的蓄熱式燃燒器20的加熱爐10當中也是在利用燃燒器20使燃料在爐內11燃燒時，如第4圖所示，打開前述燃料調整閥21a，通過燃料供應管21將燃料引導至爐內11，並且從前述燃燒用空氣供應管22將藉由蓄熱體22a而被加熱的燃燒用空氣，朝向通過燃料供應管21被引導至爐內11的燃料噴射，使前述燃料與被加熱的燃燒用空氣在爐內11燃燒，並且將冷卻用空氣通過設在前述燃料供應管21之外周的冷卻用媒體引導管23引導至爐內11，並利用該冷卻用空氣使前述燃料供應管21冷卻，以抑制燃料供應管21因為燃燒器20之燃燒時的熱以及來自爐內11的輻射熱而變形或受損。
另一方面，在如前所述的加熱爐10當中，為了進行維護等而使爐內11的溫度降低的情況，關閉第5
圖中之前述燃料調整閥21a，使其不從燃料供應管21將燃料供應至爐內11，使利用燃燒器21的燃燒停止，並且打開前述冷卻水調整閥24a，通過冷卻水供應管24將冷卻水引導至冷卻用媒體引導管23，並且從該冷卻用媒體引導管23將冷卻水噴射至加熱爐10的爐內11，利用以如此方式噴射的冷卻水使爐內11冷卻，使爐內11的溫度降低。
又，在前述實施形態之加熱爐10當中，雖顯示出使被裝入在爐內11的被處理物1在爐內11依序移動，並利用沿著爐長方向設在該加熱爐10之側壁10a的複數個燃燒器10依序進行加熱處理的連續式加熱爐10，但是加熱爐10的種類並不限定於此，亦可為使被處理物1不在爐內11移動的分批(batch)式的加熱爐(未圖示)。
此外，在第4圖、第5圖所示的加熱爐10當中，燃燒用空氣供應管22是為了方便而僅針對噴出燃燒用空氣的情況加以說明，但實際上也具備為了加熱被收容在蓄熱室22a的蓄熱體22b而吸引廢氣的配管(未圖示)。
Claims (5)
- 一種加熱爐，是利用燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒，並在前述燃料供應管的外周側設置冷卻用媒體引導管，該冷卻用媒體引導管係將使燃料供應管冷卻的冷卻用空氣予以引導至爐內，該加熱爐並且將經由冷卻水調整閥而供應冷卻水的冷卻水供應管與該冷卻用媒體引導管連接。
- 如申請專利範圍第1項之加熱爐，其中，利用燃燒器將通過燃料供應管所供應的燃料以及通過燃燒用空氣供應管所供應的燃燒用空氣加以混合，使燃料在爐內燃燒時，利用通過設在燃料供應管之外周的前述冷卻用媒體引導管被引導至爐內的冷卻用空氣，使燃料供應管冷卻，另一方面，使爐內冷卻的情況下，使利用前述燃燒器的燃燒停止，並且打開前述冷卻水調整閥，通過冷卻水供應管將冷卻水引導至冷卻用媒體引導管，並且從該冷卻用媒體引導管將冷卻水噴射至爐內。
- 如申請專利範圍第2項之加熱爐，其中，從前述冷卻用媒體引導管將冷卻水噴射至爐內時，將前述冷卻用空氣與冷卻水一起從冷卻用媒體引導管噴射至爐內，使冷卻水形成霧狀而噴射至爐內。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之加熱爐，其中，沿著爐長方向設有複數個前述燃燒器。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之加熱爐，其中，前述燃燒器是使用透過蓄熱室來供應燃燒用空氣的蓄熱式燃燒器。
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