TWI672474B - 表面燃燒燃燒器、複合燃燒器及燒結機用點火裝置 - Google Patents

表面燃燒燃燒器、複合燃燒器及燒結機用點火裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種消除因塵埃引起之燃燒部之流路堵塞之問題而可長期地進行穩定燃燒之表面燃燒燃燒器。
本發明之表面燃燒燃燒器具備：噴嘴，其噴出燃料氣體及燃燒用空氣；及積層體，其設置於上述噴嘴之前端而包含積層之複數片網狀板；上述積層體包含具有如下配置之部分，該配置係至少於任一個相互鄰接之上述網狀板之間將網眼錯開。

Description

表面燃燒燃燒器、複合燃燒器及燒結機用點火裝置
本發明係關於一種以液化天然氣體、液化石油氣體、都市煤氣及副產出氣體等作為燃料之表面燃燒燃燒器，尤其關於一種防止燃燒器表面之燃燒部之流路堵塞而長壽化之表面燃燒燃燒器。
於產業中，一般來說，加熱步驟作為使生產對象物之化學反應等開始之製程而為重要。加熱對象物之手段為各種各樣，但多數情況下使用燃燒器。於燃燒器中，自前端之噴嘴噴出燃料氣體及燃燒用空氣，並藉由使上述燃料氣體連續地燃燒而形成火焰。
於燃燒器中具有各種類型者，其中之一為表面燃燒燃燒器。一般之表面燃燒燃燒器具備由耐熱性較高之特殊之金屬纖維編織而成之金屬纖維製編織物或多孔陶瓷(以下總稱為燃燒器墊)，於上述燃燒器墊之內部或表面附近使燃料氣體燃燒(例如專利文獻1)。
該表面燃燒燃燒器具有可均勻加熱之特徵，於纖維業或製紙業、以及製鐵業等各種產業領域中使用(例如專利文獻2、3)。
於該等產業領域中，作為加熱對象，多數情況下使用纖維狀或粉體狀之原料，故而於使用環境下存在較多塵埃。例如，如專利文獻2所記載般，於纖維業或製紙業等中，表面燃燒燃燒器 作為乾燥用燃燒器於灰塵(塵埃)較多之環境下使用。於此情形時，灰塵於形成燃燒面之燃燒器墊之背面堆積，而成為赤熱不良或燃燒不良之原因，故而必須進行拆卸燃燒器墊之清潔。因此，於專利文獻2中，提出有燃燒器墊之簡易之裝卸構造。
又，於專利文獻3中，提出有於製鐵業中，使用表面燃燒燃燒器作為用以製造燒結原料之燒結機之燃料起火燃燒器。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2001-235117號公報
專利文獻2：日本專利特開2002-22120號公報
專利文獻3：日本專利特開2013-194991號公報
然而，即便如專利文獻2中所提出般，採用燃燒器墊之拆卸較容易之構造，亦未改變必須以較高之頻率進行清掃或更換之情形，而需要對此花費工時及費用。因此，尋求根本性地解決表面燃燒燃燒器中之流路堵塞之問題。
本發明之目的在於提供一種消除因塵埃引起之燃燒部之流路堵塞之問題而可長期地進行穩定燃燒之表面燃燒燃燒器。
於上述專利文獻2中，揭示有使用環境下之灰塵等塵埃堆積於燃燒器墊之背面之問題。於此方面，在使用表面燃燒燃燒器作為專利文獻3所揭示之燒結機之燃料起火燃燒器之情形時，儘 管於自噴嘴噴出至燃燒器之燃燒部之燃燒氣體或空氣中包含塵埃之情況較少，但燃燒部之堵塞仍成為問題。
本發明者等觀察實際之燒結機之使用環境下之燃燒器燃燒部之狀態，結果發現塵埃之附著並非集中於燃燒部之背面而是集中於表面。進而，可知該附著塵埃係因燒結機內之自燃燒器之下游側飛來之鐵礦石之細粉而引起者。即，因鐵礦石之細粉附著於燃燒器墊之表面且被燒結而黏固堆積，導致燃燒器墊之流路被堵塞。因此，努力查明用以即便處於如礦石細粉之塵埃飛來至燃燒部之表面之情形仍可避免流路之堵塞的方法。
為了避免燃燒部之流路由塵埃堵塞，考慮擴大流路以即便於塵埃附著、堆積時仍可確保流路。然而，於擴大流路之情形時，有高溫之塵埃朝燃燒器內部侵入、或因來自燃燒器外部之輻射熱而產生自燃燒器之外朝向內之火焰、即所謂之逆火之虞。因此，若擴大流路，反而會阻礙燃燒器之穩定燃燒。因此，尋求於適當維持流路之大小之狀態下避免流路之堵塞之手段。本發明者等發現藉由使用具有特定構造之積層體即可解決上述課題，從而完成本發明。
本發明之主旨構成如下。
1.一種表面燃燒燃燒器，其具備：噴嘴，其噴出燃料氣體及燃燒用空氣；及積層體，其設置於上述噴嘴之前端而包含積層之複數片網狀板；上述積層體包含具有如下配置之部分，該配置係至少於任一個相互鄰接之上述網狀板之間將網眼錯開。
2.如上述1之表面燃燒燃燒器，其中，上述積層體之開口率為8%以下。
3.如上述1或2之表面燃燒燃燒器，其中，上述網狀板之開口率為30%以上且85%以下。
4.如上述1至3中任一項之表面燃燒燃燒器，其中，上述積層體之上述網狀板之積層間隔以積層板之板厚中心間之距離計為2mm以下。
5.如上述1至4中任一項之表面燃燒燃燒器，其中，上述網狀板之網之線徑為0.2~2mm。
6.如上述1至5中任一項之表面燃燒燃燒器，其中，上述網狀板之開口之平均直徑為1~5mm。
7.如上述1至6中任一項之表面燃燒燃燒器，其中，上述積層體具有4片以上之上述網狀板。
8.如上述1至7中任一項之表面燃燒燃燒器，其中，上述網狀板為金屬絲網。
9.如上述1至8中任一項之表面燃燒燃燒器，其進而於上述積層體之上述噴嘴側具備金屬纖維製編織物。
10.如上述1至9中任一項之表面燃燒燃燒器，其進而於上述積層體之上述噴嘴側具備耐熱材。
11.如上述10之表面燃燒燃燒器，其中，上述耐熱材之厚度為3~20mm。
12.一種複合燃燒器，其具備如上述1至11中任一項之表面燃燒燃燒器、噴出燃料氣體之噴嘴、及噴出燃燒用空氣之噴嘴。
13.一種燒結機用點火裝置，其係使鐵礦石原料燒結之燒結機用之點火裝置，其具備如上述12之複合燃燒器。
根據本發明，可抑制因塵埃附著引起之流路之堵塞而長期地保證燃燒器之穩定燃燒。又，於習知之表面燃燒燃燒器中，必須定期拆卸燃燒部之燃燒器墊進行清掃，但於本發明之表面燃燒燃燒器中，大幅延長該清掃週期，故而可減輕維護負荷。
1‧‧‧表面燃燒燃燒器
2‧‧‧燃料氣體
3‧‧‧燃燒用空氣
4‧‧‧積層體(燃燒部)
5‧‧‧火焰
6‧‧‧金屬纖維製編織物
7、7a‧‧‧塵埃
8‧‧‧輻射熱
9‧‧‧耐熱材
20、30、121、131‧‧‧噴嘴
21、31‧‧‧噴嘴孔
22‧‧‧燃燒器前壓測定孔
40、40a、40b‧‧‧網狀板
41‧‧‧開口(網眼)
41a、41b、41c、41d‧‧‧間隙
42‧‧‧網線部
100‧‧‧複合燃燒器
t1、t2‧‧‧對角線
圖1係表示本發明之一實施形態中之燃燒器之構造的剖面圖。
圖2係表示本發明之一實施形態中之燃燒器之構造的立體圖。
圖3係表示本發明之一實施形態中之積層體之構造的圖。
圖4係表示本發明之一實施形態中之網狀板之構造的圖。
圖5(a)至(c)係表示燃燒部中之塵埃之附著之示意圖。
圖6係表示另一實施形態中之積層體之構成之圖。
圖7係表示另一實施形態中之積層體之構成之圖。
圖8係表示用於實施之燃燒器之構造之圖。
圖9係表示各燃燒器中之燃燒器前壓之變化之圖。
圖10係表示本發明之一實施形態中之複合燃燒器之構造的剖面圖。
圖11係表示本發明之另一實施形態中之複合燃燒器之構造的剖面圖。
圖12係表示各燃燒器中之燃燒器前壓之變化之圖。
於圖1及圖2中，表示本發明之一實施形態中之表面燃燒燃燒器之構造。表面燃燒燃燒器1具有導入並噴出燃料氣體2之噴嘴20、及導入並噴出燃燒用空氣3之噴嘴30，於該等噴嘴20及30之燃料氣體2及燃燒用空氣3之噴出側，具有作為燃燒部之積層體4。於本實施形態中，在噴嘴30之內側設置有噴嘴20。自噴嘴20之噴嘴孔21噴出之燃料氣體2與導入至噴嘴30內之燃燒用空氣3於噴嘴30內混合，其後自噴嘴孔31朝向積層體4噴出。燃料氣體2與燃燒用空氣3之混合氣體通過積層體4朝外部、例如燒結爐內供給，而於積層體4之表面形成火焰5。再者，亦可自噴嘴20及30之各者朝向積層體4而直接供給燃料氣體2及燃燒用空氣3。
[積層體]
於表面燃燒燃燒器1中，以如下條件最為重要，即積層體4包含於複數片網狀板中之至少相互鄰接者間將網眼錯開之狀態下重疊而成之積層體。將該積層體之一例示於圖3。作為燃燒部之積層體4具有將圖4所示之網狀板40以複數片重疊而成之積層構造。於將網狀板40以複數片重疊時，如圖3所示般，必須於在至少相互鄰接之網狀板40之間將網眼錯開之配置下積層。圖3所示之積層體4係將2片網狀板40重疊並積層之事例，於3片以上之網狀板40之積層之情形時，只要至少於相互鄰接者間具有如圖3所示之網眼錯開即可。當然亦可使3片以上之網狀板40之所有網眼相互錯開。
此處，所謂「於網狀板40之相互鄰接者間網眼錯開」 係設為於圖3所示之積層體中將2片圖4所示之網狀板40重疊時將相同尺寸、形狀之網眼41於積層方向上不完全重疊之配置，換言之，為於一網狀板40之網眼41內亦稍微存在有另一網狀板40之網線部42之相互配置。較佳為，對於防止因塵埃引起之流路之堵塞以如下情況較為有效，即，如圖3所示，設為於一網狀板40之網眼41內，另一網狀板40之網線部42橫越之相互配置，或設為將由一網狀板40之網眼(空孔部)41形成之氣體之流路藉由另一網狀板40分割為2個以上之流路之相互配置。
尤其是，於圖3所示之例中，成為積層之網狀板40b之網線部42之交叉部分位於網狀板40a之網眼41之開口範圍且於沿積層方向觀察時網狀板40a與40b之各網眼41中存在4個部位之間隙41a、41b、41c、41d之狀態，對於防止因塵埃引起之流路之堵塞較佳。此外，較佳為以於相互鄰接者間以積層方向為軸而旋轉等之各種形態將網眼錯開而配置。
作為上述網狀板，只要使用具備複數個作為可使氣體於垂直於板面之方向上流通之流路之開口、即於板厚方向上貫通之孔的板即可。上述網狀板可為二維地擴展之網狀之構造物，又，亦可為三維地構成之網狀之構造物。例如，上述網狀板可為將複數個線材組合並製成網狀之金屬絲網狀之板，亦可為對板材切入切縫後進行拉伸而製成之多孔金屬網(expanded metal)。又，作為上述網狀板，亦可使用穿孔金屬。
網狀板之平行於板面之方向上之剖面形狀較佳為於網狀板之內部在板厚方向上不同。於此種網狀板中，在將複數片網狀板以網眼錯開之配置重疊時容易於積層方向上形成氣體之流 路，並且如下所述，容易使飛來之塵埃附著。對此，若為如穿孔金屬般平行於板面之剖面之形狀於板內部相同之網狀板，則積層時形成之流路容易變成直線。因此，較佳為使用平行於板面之方向上之剖面形狀於網狀板之內部在板厚方向上不同之網狀板，更具體而言，較佳為使用將多孔金屬網、及複數個線材組合而構成之金屬絲網狀之板之任一者或兩者。
上述網狀板所具有之開口之形狀並無特別限定，可設為任意形狀。上述開口之形狀例如可設為多邊形或圓形。作為上述多邊形，可使用三角形、四邊形、六邊形等任意多邊形。上述開口之形狀例如亦可如圖3所示般設為菱形之開口。於本發明中，無論開口之形狀如何均可獲得上述效果。
又，亦可使重疊之網狀板之網眼之尺寸或形狀不同，於一網狀板之網眼內配置另一網狀板之網線部而製成積層體。
其次，參照圖5說明燃燒器之燃燒部之構造對因塵埃引起之流路堵塞造成之影響。此處，圖5(a)係對燃燒部應用金屬纖維製編織物(金屬編織物)6之情形，圖5(b)係對燃燒部應用將4片網狀板40以網眼一致之配置重疊所得之積層體之情形，而且，圖5(c)係對燃燒部應用將4片網狀板40以於相互鄰接者間網眼錯開之配置重疊所得之積層體之情形。
首先，於塵埃7自燃燒器之燃燒部之外側(圖5之下側)飛來時，於圖5(a)之金屬纖維製編織物6中，纖維較細且其間隔相較於塵埃之大小更細，故而塵埃7幾乎全部附著於表面，其不斷堆積，結果較早地產生流路之堵塞。
於圖5(b)之積層體中，具有如下問題，有飛來之塵埃 容易附著並堆積於直線狀地延伸之流路內而產生流路之堵塞，並且尤其是於燒結機等之環境下存在之高溫之塵埃7a容易朝燃燒部之內側侵入。同樣地，於燒結機等之環境下產生之輻射熱8亦對燃燒部之內側產生影響，從而所謂逆火之風險變高。
另一方面，於圖5(c)之積層體中，通路並非向積層方向直線狀地延伸而是伴有折曲地延伸，故而飛來之塵埃7分散附著於複數層。其結果，塵埃堆積直至堵塞流路需要較長時間。又，由於可防止高溫之塵埃7a朝燃燒器1內部侵入及輻射熱8之影響，故而就安全性之觀點而言亦較優異。
將網眼錯開而積層之網狀板40之片數越增加，越能防止塵埃7之侵入及輻射熱8。因此，積層體較佳為具備4片以上之網狀板40。尤其是，直徑50μm~0.5mm之塵埃大致均等地附著於積層體4之表層至第4層之網狀板40，可進一步延長直至積層體之流路堵塞為止之時間。另一方面，避免積層體4中之通路之堵塞之效果係當網狀板40超過10片時飽和，故而網狀板40之片數較佳為設為10片以下。其中，該層數例如亦可根據塵埃之粒徑分佈而採取其他構造。
如上所述，以於網狀板之相互鄰接者間網眼錯開之配置進行積層，藉此積層體之開口率小於網狀板之開口率。又，於積層開口率不同之複數個網狀體之情形時，所獲得之積層體之開口率小於網狀板之最小開口率。此處，所謂網狀板之最小開口率係指積層之各網狀板之開口率中之最小者。又，所謂積層體之開口率意指將積層體於其積層方向上投影時之開口部分面積相對於積層體整體之面積之比。較佳為以積層體之開口率成為網狀板之最大開口率 之1/10以下之方式，調整積層之網狀板相互之網眼之錯開。
又，積層體之開口率較佳為設為8%以下，更佳為設為5%以下。藉由將上述開口率設為8%以下，可更有效地抑制高溫之塵埃通過。另一方面，上述開口率之下限並無特別限定。即，積層體之開口率只要大於0%以可使氣體通過即可。然而，若將開口率設為0.1%以上，則減少積層體之壓力損失，而更容易確保氣體流量。因此，上述開口率較佳為設為0.1%以上，更佳為設為0.5%以上。
網狀板之開口率較佳為30%以上且85%以下。若網狀板之開口率為30%以上，則可使積層體之厚度方向上之塵埃之附著位置更均勻化，而進一步延長直至堵塞為止所耗費之時間。另一方面，若網狀板之開口率為85%以下，則可進一步抑制高溫之塵埃之通過。
又，積層體4較佳為網狀板40之積層間隔為2mm以下。若積層間隔為2mm以下，則可降低為了實現較佳之開口率所需要之積層體之厚度。再者，此處所謂網狀板之積層間隔係積層體之厚度方向上之鄰接之網狀板之中心間距離。
網狀板40較佳為網之線徑為0.2~2mm。此處，所謂「網之線徑」係指網線部42之粗度，於線之剖面並非為圓形之情形時，將內切於該剖面之圓之直徑設為網之線徑。若網線部42之粗度未達0.2mm，則於將網狀板之開口率設為30%以上且85%以下之情形時網狀板容易變得脆弱，另一方面，若粗度超過2mm，則積層體之厚度變得過大。
網狀板40之開口41較佳為平均直徑為1~5mm。 即，若開口41之平均直徑未達1mm，則塵埃之大部分附著於積層體4之表層而容易將開口41堵塞。另一方面，若平均直徑超過5mm，則塵埃容易通過開口41。
此處，所謂開口41之平均直徑，係當圖4所示之網眼之形狀為四邊形時為對角線t1及t2之合計之1/2，於三角形及五邊形以上之多邊形之情形或不規則形狀之情形時設為外接圓之直徑。
又，網狀板可使用包含金屬或陶瓷等之網。其中，較佳為使用金屬製之金屬絲網。即，網狀板40為金屬製，而於積層設置網狀板40時可藉由焊接而固定之方面較佳。尤其是，由於與火焰直接接觸，故而較佳為不鏽鋼、Ni-Al合金、Ni-Mo-Cr合金、Ni-Mo-Cr-Nb合金、Ti合金等耐熱性較高之特殊金屬製。
進而，較佳為於積層體中在燃燒器之噴嘴側具有金屬纖維製編織物。換言之，較佳為於積層體與噴嘴之間具有金屬纖維製編織物。即，若如圖6所示般於金屬纖維製編織物6之噴嘴側表面設置積層體4，則積層體4可防止表層之堵塞，並且孔眼較細之金屬纖維製編織物6可大致完全防止塵埃7朝燃燒器1內部侵入及輻射熱8。
於設置金屬纖維製編織物之情形時，亦可進而於上述金屬纖維製編織物之噴嘴側設置第2積層體。上述第2積層體與積層體4(第1積層體)同樣為包含積層之複數片網狀板之積層體。其中，構成上述第2積層體之網狀板可包含具有網眼錯開之配置之部分，亦可不包含上述部分。
進而，又，較佳為如圖7所示般於積層體4之噴嘴側 具有耐熱材9。耐熱材9較佳為例如氣體穿透性之耐熱材層。作為耐熱材9之例，可列舉將粒狀之耐熱材配置為層狀者、多孔質片狀耐熱材等。
於設置耐熱材9之情形時，成為高溫之耐熱材9作為起火源發揮功能，故而火焰之穩定性進一步提高。又，即便燃燒器1內部之燃料氣體2及燃燒用空氣3之混合不充分，由於藉由耐熱材9輔助混合，故而火焰之穩定性進一步提高。
於使用粒狀之耐熱材之情形時，上述粒狀之耐熱材之每1個之大小(外接球之直徑)較佳為1~15mm，更佳為1.5~5mm。即，若粒狀之耐熱材9之大小為1mm以下，則有該耐熱材通過積層體4之開口落下之虞、或於積層體之流路堵塞之虞。另一方面，若上述粒狀之耐熱材之每1個之大小超過15mm，則無法充分獲得混合促進之效果。其中，藉由使用1.5~5mm之耐熱材9，粒度之不均變小而形成均勻之火焰，故而更佳。耐熱材9可考慮為球狀、圓筒狀、角狀等，形狀並無限制。耐熱材9之厚度(粒子層之厚度或片狀耐熱材之厚度)較佳為3~20mm。
於設置耐熱材之情形時，亦可進而於上述耐熱材之噴嘴側設置第2積層體。上述第2積層體與積層體4(第1積層體)同樣為包含積層之複數片網狀板之積層體。其中，構成上述第2積層體之網狀板可包含具有網眼錯開之配置之部分，亦可不包含上述部分。
於燃燒器具備金屬纖維製編織物及耐熱材兩者之情形時，可於噴嘴與積層體之間，以任意順序設置金屬纖維製編織物及耐熱材。例如，亦可於積層體之噴嘴側設置金屬纖維製編織物， 於上述金屬纖維製編織物之噴嘴側設置耐熱材。又，亦可於積層體之噴嘴側設置耐熱材，於上述耐熱材之噴嘴側設置金屬纖維製編織物。於任一種情形時，均可進而於與噴嘴相接之表面設置第2積層體。
[複合燃燒器]
其次，對具備上述表面燃燒燃燒器之複合燃燒器進行說明。如圖10或圖11中剖面圖所示，本發明之表面燃燒燃燒器可將噴出燃料氣體之噴嘴121與噴出燃燒用空氣之噴嘴131組合而製成一體之複合燃燒器100。複合燃燒器100係藉由使用自噴嘴131噴出之燃燒用空氣使自噴嘴121噴出之燃料氣體燃燒而形成主火焰。將包含用以形成上述主火焰之噴嘴121及噴嘴131之部分稱為主燃燒器。另一方面，複合燃燒器100中所包含之表面燃燒燃燒器係為了使自上述噴嘴121噴出之燃料氣體起火、或者為了助長由上述主燃燒器形成之主火焰而使用。因此，噴嘴121係主燃燒器用燃料氣體噴出噴嘴，噴嘴131係主燃燒器用燃燒用空氣噴出噴嘴。
於圖10所示之複合燃燒器100中，噴出主燃燒器之燃料氣體2之噴嘴121、及噴出主燃燒器之燃燒用空氣之噴嘴131配置於表面燃燒燃燒器之積層體4之兩側。圖11之複合燃燒器係於2個表面燃燒燃燒器之積層體4之間配置噴出主燃燒器之燃料氣體2之噴嘴121、及噴出主燃燒器之燃燒用空氣之噴嘴131。
再者，於圖10中，為了方便起見，僅表示表面燃燒燃燒器之積層體4，而省略表面燃燒燃燒器之噴嘴。然而，於積層體4之上游側，與圖1所示之表面燃燒燃燒器1同樣地設置有噴出 燃料氣體2之噴嘴20、及噴出燃燒用空氣3之噴嘴30，與積層體4一起構成表面燃燒燃燒器。
又，於圖11中，在表面燃燒燃燒器之積層體4之上游側具有與圖1之31相同之噴嘴孔構造(圖示省略)。而且，自供給燃燒用空氣3之流路至積層體4之部分相當於圖1之噴出燃燒用空氣之噴嘴30。又，自供給燃料氣體2之流路至設置於其前端之噴嘴孔21之部分相當於圖1之噴出燃料氣體之噴嘴20。而且，於噴嘴孔21之下游側，將燃料氣體2與燃燒用空氣3混合並導引至積層體4。再者，表面燃燒燃燒器之噴嘴孔21可於每1個表面燃燒燃燒器設置1個，亦可如圖1般設置複數個噴嘴孔21。
藉由使用具有上述構造之複合燃燒器，即便在噴出高速之燃料氣體之情形時，藉由表面燃燒燃燒器之火焰，亦可維持穩定之高速之火焰，可將位於遠離複合燃燒器之位置之物體有效地加熱。
上述複合燃燒器例如可作為使混合於鐵礦石原料之燃料燃燒而將該鐵礦石原料燒結之燒結機中之點火裝置以較佳地使用。即，於燒結機之點火裝置之內部，原料中之塵埃大量飛散而燃燒器之堵塞成為問題。又，由於多數情況下燒結機內溫度超過1000℃，此外還進行24小時操作，故而藉由使用本發明之表面燃燒燃燒器而獲得之降低維護負荷之效果極大。
[實施例1]
製成圖8所示之表面燃燒燃燒器。各表面燃燒燃燒器之積層體之規格如表1所示。於發明例1中使用之網狀體係包含具有表2所示之網線部之粗度(直徑)之不鏽鋼(SUS)製之金屬線，且具 有菱形之開口。上述開口之平均直徑如表2所示。又，於包含具有於積層之網狀板之至少任一相互鄰接者間網眼錯開之配置之部分的情形時，將「網眼」設為「不一致」，於不包含具有網眼錯開之配置之部分之情形時，設為「一致」。
為了定量地評價所製成之表面燃燒燃燒器實體於粉塵環境下之堵塞容易性，而定期測定將表面燃燒燃燒器追加設置於燒結機點火爐之內部、習知型之狹縫燃燒器之附近並同時進行燃燒之實驗時的燃料氣體之配管與燃燒器之連接部中之壓力(以下稱為燃燒器前壓)。此處，所謂習知型之狹縫燃燒器係使預先混合之燃料氣體與燃燒用空氣燃燒之預混合式之燃燒器。於上述測定中，燃料氣體及燃燒用空氣之流量設為固定。隨著燃燒器堵塞，燃燒器前壓上升。再者，圖8所示之表面燃燒燃燒器追加有以符號22表示之燃燒器前壓測定孔，除此方面以外，具有與上述圖1所示之處相同之燃燒器構造。
作為燃料氣體，使用作為製鐵廠內之副產出氣體之M氣體(煉焦爐煤氣與高爐煤氣之混合氣體)。作為上述M氣體之主成分係H2：26.5%、CO：17.6%、CH4：9.1%、N2：30.9%。
又，作為比較，亦對使用習知之金屬纖維製編織物(耐熱性金屬Fecralloy製金屬編織物)之燃燒器(習知例)、及使用將所有網狀板之網眼對齊而積層6層所得之積層體的燃燒器(比較例)調查燃燒器前壓。該等調査結果以將上述習知例之燃燒器之使用開始時之燃燒器前壓設為1時的指數而進行評價。將其結果示於圖9。
根據圖9所示之結果，於習知例之表面燃燒燃燒器(No.1)中，燃燒器前壓急遽上升，於使用開始後4個月達到氣體之供給壓力，必要量之氣體不流動。於比較例之表面燃燒燃燒器(No.2)中，在使用開始後18個月達到氣體之供給壓力，必要量之氣體不流動。另一方面，於No.3之發明燃燒器中，即便經過24個月後，燃燒器前壓之變化亦幾乎不存在，而可於足夠長之期間維持氣體流量。
[實施例2]
將圖10所示之構造之複合燃燒器作為燒結機之點火用燃燒器使用，評價伴隨著使用之燃燒器之堵塞。於圖10之複合燃燒器中，如上所述，表面燃燒燃燒器係作為助長主燃燒器之燃燒之引火燃燒器使用。表面燃燒燃燒器之積層體4及構成積層體4之網狀板之規格如表2所示。再者，於表2之網眼平均直徑(mm)欄中，所使用之網狀板之對角線之長度(mm)亦一併表示於括號內。
燃燒器之堵塞係藉由將燃料氣體及燃燒用空氣之流量設為固定並定期測定燃料氣體之配管與燃燒器之連接部中之壓力(以下稱為燃燒器前壓)而進行評價。作為燃料氣體，與實施例1同樣地使用作為製鐵廠內之副產氣體之M氣體。
又，為了比較，亦對作為表面燃燒燃燒器之積層體4使用習知之金屬纖維製編織物(耐熱性金屬Fecralloy製金屬編織物)之複合燃燒器(習知例)、及使用將所有網狀板之網眼對齊而積層5層所得之積層體的複合燃燒器(比較例)調查燃燒器前壓。該等調査結果以將習知之燃燒器之使用開始時之燃燒器前壓設為1時的指數進行評價。將其結果示於圖12。
No.1之習知例係對引火燃燒器使用耐熱性金屬Fecralloy製之金屬編織物，但經4個月左右之使用，因為由堵塞引起之氣體流量降低而導致火焰變得不穩定，為了防止主燃燒器之吹滅，必須使流速降低而進行操作，從而燃料氣體之使用單位消耗量變差。因此，必須每隔4個月將燃燒器拆卸進行清掃，從而維護負荷較大。藉由使用No.3之燃燒器(發明例2)，如圖12所示，直至流量降低為止之期間係變為2年，而可減輕維護負荷。另一方面，於No.2之比較燃燒器中，經8個月左右之使用，與No.1之燃燒器同樣地，為了防止主燃燒器被吹滅，必須使流速降低而進行操作，從而燃料氣體之使用單位消耗量變差。因此，必須每隔8個月將燃燒器拆卸進行清掃，從而維護負荷較大。
[實施例3]
使用圖11所示之構造之複合燃燒器，除此方面以外，以與上述實施例2同樣之條件，評價伴隨著使用之燃燒器之堵塞。表面燃燒燃燒器之積層體4及構成積層體4之網狀板之規格如表3所示。再者，於表3之網眼平均直徑(mm)欄，所使用之網狀板之對角線之長度(mm)亦一併表示於括號內。
又，為了比較，亦對作為表面燃燒燃燒器之積層體4使用習知之金屬纖維製編織物(耐熱性金屬Fecralloy製金屬編織物)之複合燃燒器(習知例)、及使用將所有網狀板之網眼對齊而積層5層所得之積層體的複合燃燒器(比較例)，調查燃燒器前壓。該等調査結果以將習知之燃燒器之使用開始時之燃燒器前壓設為1時的指數進行評價。將其結果示於圖12。
No.1之習知例係對引火燃燒器使用耐熱性金屬Fecralloy製之金屬編織物，經4個月左右之使用，因為由堵塞引起之氣體流量降低而導致火焰變得不穩定，為了防止主燃燒器被吹滅，必須使流速降低而進行操作，從而燃料氣體之使用單位消耗量變差。因此，必須每隔4個月將燃燒器拆卸進行清掃，從而維護負 荷較大。藉由使用No.3及4之燃燒器(發明例3、4)，如圖12所示，即便經過3年，亦未確認到流量降低，而可大幅降低維護負荷。No.5之燃燒器(發明例5)由於開口率較高，故而成為較No.3及4之燃燒器差之結果，但確認到相對於習知例充分之效果。另一方面，於No.2之比較燃燒器中，經8個月左右之使用，與No.1之燃燒器同樣地，為了防止主燃燒器被吹滅而必須使流速降低而進行操作，從而燃料氣體之使用單位消耗量變差。因此，必須每隔8個月將燃燒器拆卸進行清掃，從而維護負荷較大。

Claims (13)

  1. 一種表面燃燒燃燒器，其具備：噴嘴，其噴出燃料氣體及燃燒用空氣；及積層體，其設置於上述噴嘴之前端，包含積層之複數片網狀板；上述積層體包含具有如下配置之部分，該配置係至少於任一個相鄰接之上述網狀板之間將網眼錯開，上述積層體設置於上述表面燃燒燃燒器之表面，在上述積層體之表面形成火焰。
  2. 如請求項1之表面燃燒燃燒器，其中，上述積層體之開口率為8%以下。
  3. 如請求項1或2之表面燃燒燃燒器，其中，上述網狀板之開口率為30%以上且85%以下。
  4. 如請求項1之表面燃燒燃燒器，其中，上述積層體之上述網狀板之積層間隔以積層板之板厚中心間之距離計為2mm以下。
  5. 如請求項1之表面燃燒燃燒器，其中，上述網狀板之網之線徑為0.2~2mm。
  6. 如請求項1之表面燃燒燃燒器，其中，上述網狀板之開口之平均直徑為1~5mm。
  7. 如請求項1之表面燃燒燃燒器，其中，上述積層體具有4片以上之上述網狀板。
  8. 如請求項1之表面燃燒燃燒器，其中，上述網狀板為金屬絲網。
  9. 如請求項1之表面燃燒燃燒器，其進而於上述積層體之上述噴嘴側具備金屬纖維製編織物。
  10. 如請求項1之表面燃燒燃燒器，其進而於上述積層體之上述 噴嘴側具備耐熱材。
  11. 如請求項10之表面燃燒燃燒器，其中，上述耐熱材之厚度為3~20mm。
  12. 一種複合燃燒器，其具備請求項1至11中任一項之表面燃燒燃燒器、噴出燃料氣體之噴嘴、及噴出燃燒用空氣之噴嘴。
  13. 一種燒結機用點火裝置，其係使鐵礦石原料燒結之燒結機用之點火裝置，其具備請求項12之複合燃燒器。
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