TWI767018B - 轉膛爐及其改造方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種轉膛爐及其改造方法，其以使用蓄熱式燃燒器作為前提，可一面充分發揮其節能功效一面提高爐內之爐氣的攪拌性以使爐內溫度分佈均勻化，並且利用頂壁部來增加燃燒器之設置空間，藉以增加燃燒器之可設置台數，從而可確保較習知大之燃燒量。

本發明之解決手段係一種轉膛爐1，係於至少以圓筒狀之外周壁部5及頂壁部6圍繞而形成之爐F內設置有轉膛爐床2者；其於頂壁部具備將噴火口部設為朝向爐內之蓄熱式頂壁燃燒器7，於外周壁部具備將噴火口部設為自其切線方向朝向爐內而與頂壁燃燒器交替燃燒之蓄熱式周壁燃燒器8。

Description

轉膛爐及其改造方法

本發明關於一種轉膛爐及其改造方法，其以使用蓄熱式燃燒器作為前提，可一面充分發揮其之節能功效一面提高爐內之爐氣的攪拌性以使爐內溫度分佈均勻化，並且藉由燃燒器之適宜配置以增加可設置之台數，從而可確保充足之燃燒量。

習知，作為顯示轉膛爐之構成者，已知專利文獻1之「轉膛爐」。並且，對於此種之轉膛爐，在關於爐內環境氣體之生成方面，已知專利文獻2之「還原鐵製造用之原料結塊物」。於專利文獻2中，其係以於轉膛爐之外周壁部排列複數個燃燒器，朝爐內生成火焰，且自頂壁部之單一排氣口進行排氣之方式構成。

另外，使用如於專利文獻3之「加熱爐」中揭示之使蓄熱式燃燒器交替燃燒之技術，於專利文獻4之「非鐵金屬溶解爐裝置」中，其係以將蓄熱型交替燃燒式燃燒器配置於圓筒狀之爐壁之方式構成。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利第5841296號公報

專利文獻2：日本專利特開2013-14791號公報

專利文獻3：日本專利特開2012-112588號公報

專利文獻4：日本專利特開平7-71879號公報

關於爐內環境氣體之生成方面，於專利文獻2中，由於自複數個之各燃燒器分別至單一之排氣口之距離不同，因此存在有爐內之溫度分佈不均勻之課題。

於專利文獻4中，由於使鄰接之蓄熱式燃燒器彼此間交互地交替燃燒，因而存在有燃燒模式之燃燒器之火焰產生之熱會立即被鄰接之排氣模式之燃燒器吸引，不僅無法獲得節能功效，同時還可能使爐內之溫度分佈產生不勻之課題。

此外，假若如專利文獻2或專利文獻4僅於外周壁部或圓筒狀之爐壁之四周排列複數個燃燒器，則存在有缺乏爐內之爐氣之攪拌性，且不能充分地確保爐內溫度分佈之均勻性之課題。並且，若僅對外周壁部或爐壁之周圍設置燃燒器，則亦存在有在該周圍之空間內並不能設置能確保必要之燃燒量之台數之燃燒器之課題。

本發明係鑑於上述習知之課題而創作者，其目的在於提供一種轉膛爐及其改造方法，其以使用蓄熱式燃燒器作為前提，可一面充分發揮其之節能功效一面提高爐內之爐氣的攪拌性以使爐內溫度分佈均勻化，並且利用頂壁部來增加燃燒器之設置空間，藉以增加燃燒器之可設置台數，從而可確保較習知大之燃燒量。

本發明之轉膛爐，係於至少以圓筒狀之外周壁部及頂 壁部圍繞而形成之爐內設置有轉膛爐床者；其特徵在於：於上述頂壁部具備將噴火口部設為朝向上述爐內之蓄熱式頂壁燃燒器；於上述外周壁部具備將噴火口部設為自其切線方向朝向上述爐內，而與上述頂壁燃燒器交替燃燒之蓄熱式周壁燃燒器。

其特徵在於：上述頂壁燃燒器係生成迴旋型之火焰之燃燒器。

其特徵在於：上述周壁燃燒器之上述噴火口部係朝向與上述頂壁燃燒器之迴旋型之火焰沿上述外周壁部之方向相對向之方向。

其特徵在於：上述頂壁燃燒器及上述周壁燃燒器係以相同數量設置複數個，上述頂壁燃燒器係以等間隔配置於上述轉膛爐床之旋轉方向，並且，上述周壁燃燒器係配置於鄰接之上述頂壁燃燒器彼此之中間。

其特徵在於：上述頂壁燃燒器之上述噴火口部係以朝向上述爐內而擴口之方式形成。

本發明之轉膛爐之改造方法，其特徵在於，進行以下之改造：於現有之轉膛爐之頂壁部設置蓄熱式頂壁燃燒器，將噴火口部朝向爐內；於外周壁部設置與上述頂壁燃燒器交替燃燒之蓄熱式周壁燃燒器，將噴火口部自其切線方向朝向上述爐內。

本發明之轉膛爐及其改造方法中，可一面充分發揮節能功效一面提高爐內之爐氣的攪拌性以使爐內溫度分佈均勻化，並且利用頂壁部來增加燃燒器之設置空間，藉以增加燃燒器之可設置台數，從而可確保較習知大之燃燒量。

1‧‧‧轉膛爐

2‧‧‧轉膛爐床

3‧‧‧爐體

4‧‧‧內周壁部

5‧‧‧外周壁部

6‧‧‧頂壁部

7‧‧‧蓄熱式頂壁燃燒器

7a‧‧‧頂壁燃燒器之噴火口部

7b、8b‧‧‧燃燒器本體

7c、8c‧‧‧蓄熱部

8‧‧‧蓄熱式周壁燃燒器

8a‧‧‧周壁燃燒器之噴火口部

9‧‧‧排氣系統

9a‧‧‧排氣閥

9b‧‧‧排氣節風門

9c‧‧‧煙道

9d‧‧‧煙囪

9e‧‧‧排氣集合管

9f‧‧‧排氣管

10‧‧‧供氣系統

10a‧‧‧供氣送風機

10b‧‧‧供氣節風門

10c‧‧‧供氣閥

10d‧‧‧供氣用集合管

10e‧‧‧供氣管

11‧‧‧圓筒空間

12‧‧‧燃料供給系統

12a‧‧‧燃料噴嘴

12b‧‧‧燃料供給管

12c‧‧‧燃料用開閉閥

13‧‧‧噴嘴流路

13a‧‧‧第1側面

13b‧‧‧第2側面

13c‧‧‧第3側面

13d‧‧‧頂面

13e‧‧‧底面

14‧‧‧助走部

15‧‧‧開口部

16‧‧‧擴徑空間

Dc‧‧‧頂壁燃燒器之燃燒時之爐氣之氣流

Dw‧‧‧周壁燃燒器之燃燒時之爐氣之氣流

Ec‧‧‧頂壁燃燒器之排氣

Ew‧‧‧周壁燃燒器之排氣

F‧‧‧爐內

f‧‧‧燃料氣體

Mc‧‧‧頂壁燃燒器之火焰

Mw‧‧‧周壁燃燒器之火焰

R‧‧‧轉膛爐床之旋轉方向

X‧‧‧圓筒空間之中心軸

圖1為概略性地顯示本發明之轉膛爐及其改造方法之較佳的一實施形態之立體圖。

圖2為說明圖1所示之轉膛爐且為頂壁燃燒器之燃燒狀態之俯視剖視圖。

圖3(A)及(B)為說明應用於圖1所示之轉膛爐之頂壁燃燒器之主要部分之說明圖。

圖4為顯示圖1所示之轉膛爐之設備佈局且為頂壁燃燒器為燃燒模式時、周壁燃燒器為排氣模式時之說明圖。

圖5為說明圖1所示之轉膛爐且為周壁燃燒器之燃燒狀態之俯視剖視圖。

圖6為顯示圖1所示之轉膛爐之設備佈局且為周壁燃燒器為燃燒模式時、頂壁燃燒器為排氣模式時之說明圖。

圖7為顯示應用於本發明之轉膛爐之頂壁燃燒器之變形例之側面剖視圖。

以下，參照所附圖式，詳細地對本發明之轉膛爐及其改造方法之較佳的一實施形態進行說明。圖1為概略性地顯示本實施形態之轉膛爐之較佳的一實施形態之立體圖，圖2為說明圖1所示之轉膛爐且為頂壁燃燒器之燃燒狀態之俯視剖視圖，圖3為說明應用於圖1所示之轉膛爐之頂壁燃燒器之主要部分之說明圖，圖4為顯示圖1所示之轉膛爐之設備佈局且為頂壁燃燒器為燃燒模式時、周壁燃燒器為排氣模式時之說明圖，圖5為說明圖1所示之轉 膛爐且為周壁燃燒器之燃燒狀態之俯視剖視圖，圖6為顯示圖1所示之轉膛爐之設備佈局且為周壁燃燒器為燃燒模式時、頂壁燃燒器為排氣模式時之說明圖。

如圖1及圖2所示，本實施形態之轉膛爐1，係被構成為自上方以爐體3覆蓋被水平地朝右或朝左旋轉驅動之圓環狀之轉膛爐床2。爐體3係由圓筒體狀之內周壁部4、圓筒體狀之外周壁部5及圓環狀之頂壁部6構成，該內周壁部4係被設置為位於圓環狀之轉膛爐床2之內周緣內側，該外周壁部5係被設置為位於轉膛爐床2之外周緣外側，該頂壁部6係於轉膛爐床2之上方被跨設於其等外周壁部5之上端部與內周壁部4之上端部之間，於由該爐體3區隔形成之爐內F設置有轉膛爐床2。

被加熱物(未圖示)係自設於外周壁部5之入口(未圖示)而被載置於轉膛爐床2上，且被一面旋轉一面加熱，然後自設於外周壁部5之出口(未圖示)取出。

於頂壁部6設置有至少一個、本實施形態中為複數個之蓄熱式之頂壁燃燒器7。複數個頂壁燃燒器7，係以等間隔配置於轉膛爐床2之旋轉方向(圖中，以箭頭R所示)。於圖示例中，4台之頂壁燃燒器7係以90°間隔設置。如圖3所示，頂壁燃燒器7，係被設為將其噴火口部7a貫通頂壁部6且朝向爐內F，藉此，使火焰Mc自頂壁部6朝向正下方。

於較頂壁部6靠下方之外周壁部5設置有至少一個、本實施形態中為複數個之蓄熱式之周壁燃燒器8。複數個之周壁燃燒器8，係與頂壁燃燒器7相同，以等間隔配置於轉膛爐床2之旋轉方向。在與頂壁燃燒器7之關係上，周壁燃燒器8係與該頂壁燃 燒器7數量相同，且被配置於鄰接在轉膛爐床2之旋轉方向之頂壁燃燒器7彼此之中間位置。於圖示例中，周壁燃燒器8係以90°間隔與4個頂壁燃燒器7交互地設置4台。

此外，頂壁燃燒器7係位於上方，與此相對，周壁燃燒器8係位於較其更下方。如圖2所示，周壁燃燒器8係被構成為其噴火口部8a自其平面圓形狀之切線方向連接於外周壁部5，藉此使火焰Mw朝向沿著外周壁部5之方向。以相同數量設置之頂壁燃燒器7與周壁燃燒器8，各一台為一組，且以一組為單位進行交替燃燒。

頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8，皆為蓄熱式燃燒器。蓄熱式燃燒器本身係周知，如圖1、圖2、圖4至圖6所示，具備：燃燒器本體7b、8b，其具有朝爐內F開放之噴火口部7a、8a；及蓄熱部7c、8c，其被設為在與噴火口部7a、8a相反側與燃燒器本體7b、8b直接連結。

於本實施形態之轉膛爐1之頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8，交互地重複切換而以自燃燒器本體7b、8b之噴火口部7a、8a朝爐內F噴出火焰Mc、Mw而將爐內F加熱之燃燒模式、與將爐內F之爐氣作為排氣Ec、Ew自噴火口部7a、8a排出之排氣模式運轉。因燃燒器7、8之燃燒運轉而充滿於爐內F之爐氣，自爐內F排出時會變成排氣Ec、Ew，因而以下之說明中，將排出之爐氣換稱為排氣Ec、Ew。

蓄熱式燃燒器在排氣模式時，使自爐內F排出之排氣Ec、Ew流通至蓄熱部7c、8c，藉此，該排氣Ec、Ew之排熱被蓄熱於蓄熱部7c、8c，通過蓄熱部7c、8c之排氣被降溫後朝排氣系 統9排出，然後，若運轉自排氣模式切換為燃燒模式，則藉由具有供氣送風機10a之供氣系統10之供氣作用而使燃燒用空氣朝蓄熱部7c、8c流通，且利用被蓄熱於該蓄熱部7c、8c之排氣Ec、Ew之排熱，對燃燒用空氣進行預熱(加熱)。

然後，朝燃燒器本體7b、8b供給被預熱之燃燒用空氣，且與通過設置於各噴火口部7a、8a附近之燃料噴嘴12a而與被供給之燃料氣體f混合並進行燃燒，藉此，燃燒器本體7b、8b，可以利用排熱之節能運轉來生成火焰Mc、Mw。

於使用蓄熱式燃燒器之情況下，該蓄熱式燃燒器係以爐內溫度不會伴隨燃燒模式與排氣模式之運轉模式之切換而變動之方式，以至少一組一對、即以頂壁燃燒器7與周壁燃燒器8之組合而使用。

燃燒模式與排氣模式，係於一對蓄熱式燃燒器彼此間，以任一之蓄熱式燃燒器(例如，頂壁燃燒器7)為燃燒模式時，另一之蓄熱式燃燒器(例如，周壁燃燒器8)以排氣模式進行運轉，且前者被切換為排氣模式時，後者被切換為燃燒模式之方式，被以一定之時間間隔(例如，1分鐘間隔)交互地運轉控制。

各燃燒器7、8之蓄熱部7c、8c，係將面向爐內F之噴火口部7a、8a側作為排氣入口側(燃燒用空氣出口側)，且將與噴火口部7a、8a側相反側作為排氣出口側(燃燒用空氣入口側)。

因此，於蓄熱式燃燒器之各蓄熱部7c、8c中，藉由以下方式進行預熱，亦即：當為排氣模式時，排氣Ec、Ew自噴火口部7a、8a朝蓄熱部7c、8c流通且自該蓄熱部7c、8c之排氣出口側被朝排氣系統9排出，此外，當為燃燒模式時，燃燒用空氣自供 氣系統10朝蓄熱部7c、8c之排氣出口側供給，且自蓄熱部7c、8c朝噴火口部7a、8a流通。

於本實施形態之轉膛爐1中，頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8，係分別具備：燃燒器本體7b、8b，其具有朝爐內F開放之噴火口部7a、8a；蓄熱部7c、8c，其在與噴火口部7a、8a相反側被連接於燃燒器本體7b、8b；燃料供給系統12，其係由鄰接於燃燒器本體7b、8b而設置且朝噴火口部7a、8a噴射與燃燒用空氣混合而生成火焰Mc、Mw之燃料氣體f等之燃料之燃料噴嘴12a、連接於燃料噴嘴12a以供給燃料f之燃料供給管12b、及設置於燃料供給管12b以控制燃料f之供給‧停止之燃料用開閉閥12c(圖中，以空白顯示開啟，以塗黑顯示關閉)構成；供氣系統10，其具有供給燃燒用空氣之供氣送風機10a、調整供氣量之供氣節風門10b、及控制燃燒用空氣之供給‧停止之可開閉自如之供氣閥10c(圖中，以空白顯示開啟，以塗黑顯示關閉)，且用以朝蓄熱部7c、8c之排氣出口側供給燃燒用空氣；及排氣系統9，其具有控制排氣Ec、Ew之排出‧停止之可開閉自如之排氣閥9a(圖中，以空白顯示開啟，以塗黑顯示關閉)、及調整排氣量之排氣節風門9b，且以將爐內F之排氣Ec、Ew經由噴火口部7a、8a朝煙道9c排出之方式，供自蓄熱部7c、8c之排氣出口側流出之排氣Ec、Ew流通。煙道9c係連接於煙囪9d。

詳細而言，供氣系統10係由設置有供氣送風機10a且可朝一組之頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8雙方供給燃燒用空氣之供氣用集合管10d、自供氣集合管10d分岐而設置且用以對頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8之各蓄熱部7c、8c供給燃燒用空氣之複數 根供氣管10e、及設於各供氣管10e之上述供氣閥10c所構成。

詳細而言，排氣系統9係由連接於煙道9c且可自一組之頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8雙方排出排氣Ec、Ew之排氣集合管9e、自排氣集合管9e分岐而設置且用以自頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8之各蓄熱部7c、8c排出排氣Ec、Ew之排氣管9f、及分別設於各排氣管9f之上述排氣閥9a所構成。

供氣閥10c無論是在頂壁燃燒器7還是在周壁燃燒器8中，皆於燃燒模式時被開啟而用以經由蓄熱部7c、8c將燃燒用空氣供給於燃燒器本體7b、8b之噴火口部7a、8a，且於排氣模式時被關閉而用以停止燃燒用空氣之供給。

排氣閥9a無論是在頂壁燃燒器7還是在周壁燃燒器8中，皆於排氣模式時被開啟而用以經由蓄熱部7c、8c將爐內F之排氣Ec、Ew自燃燒器本體7b、8b之噴火口部7a、8a排出，且於燃燒模式時被關閉而用以停止排氣Ec、Ew之排出。於轉膛爐1之作業中，供氣送風機10a通常為常時運轉。

燃料用開閉閥12c，無論是在頂壁燃燒器7還是在周壁燃燒器8中，皆於燃燒模式時被開啟而用以將燃料f供給於燃料噴嘴12a，且於排氣模式時被關閉而用以停止燃料f之供給。

如圖4所例示，於燃燒模式之頂壁燃燒器7中，排氣閥9a被關閉，且供氣閥10c開啟，利用供氣系統10之供氣作用而送入之燃燒用空氣，自供氣系統10之供氣集合管10d經由供氣管10e之供氣閥10c而朝蓄熱部7c流通，且自蓄熱部7c再朝燃燒器本體7b之噴火口部7a供給。

然後，開啟燃料噴嘴12a之燃料用開閉閥12c，自燃 料供給管12b朝噴火口部7a供給燃料f，以形成火焰Mc。於爐體3之內部為燃料f之自燃溫度以上之情況下，會自然著火，但於溫度比其低之情況下，可藉由火星塞或引燃器(未圖示)進行點火。

另一方面，於排氣模式之周壁燃燒器8中，排氣閥9a被開啟，且供氣閥10c關閉，爐內F之排氣Ec，自燃燒器本體8b之噴火口部8a朝蓄熱部8c流通，且自蓄熱部8c再經由排氣閥9a而自排氣管9f朝排氣系統9之排氣集合管9e排出。

頂壁燃燒器7，還被設成為自頂壁部6朝其正下方之爐內F生成迴旋型之火焰Mc之迴旋火焰生成型之燃燒器。如圖3所示，頂壁燃燒器7係形成為於燃燒器本體7b之噴火口部7a側之內部確定有圓筒空間11之圓筒形狀。圖3(A)為頂壁燃燒器7之噴火口部7a周邊之側面剖視圖，圖3(B)為沿著圖3(A)中之A-A線箭頭所作之剖視圖。圓筒空間11係構成利用來自燃料噴嘴12a之燃料f而生成火焰Mc之燃燒室。

此外，燃燒器本體7b具有於圓筒空間11之上部開口之噴嘴流路13。噴嘴流路13具備：第1側面13a，其由與圓筒空間11之圓筒面相接之平面構成；第2側面13b，其由與第1側面13a對向且與第1側面13a平行延伸之平面構成；及第3側面13c，其由以自第2側面13b彎曲90°之角度而延伸且與圓筒空間11相接之平面構成。

此外，噴嘴流路13之頂面13d，係以與圓筒空間11之頂面連續之方式延伸，且噴嘴流路13之底面13e，係與頂面平行。即，噴嘴流路13之頂面13d及底面13e，係垂直於圓筒空間11之中心軸X而交叉之平面。

噴嘴流路13係由助走部14及開口部15所構成，該助走部14係藉由第1側面13a與第2側面13b所界定，且其截面為一定之狹縫狀，該開口部15係藉由以90°以下之角度相互交叉之圓筒空間11之2個接面即第1側面13a與第3側面13c所界定。噴嘴流路13之另一端，係與蓄熱部7c連通。燃料噴嘴12a係朝圓筒空間11開口。

燃燒用空氣係自噴嘴流路13沿形成圓筒空間11之燃燒器本體7b之圓筒形狀之內壁而朝切線方向吹入，於圓筒空間11內形成呈螺旋狀迴旋之氣流。自燃料噴嘴12a供給之燃料f燃燒而形成之火焰Mc，乘著該迴旋氣流呈螺旋狀延伸。自噴火口部7a朝爐內F噴出之火焰Mc，乘著迴旋氣流，形成朝其徑向外側遍及全周而擴散之渦狀之焰流，火焰Mc一面迴旋一面被擴散形成為傘狀。

與此相對，周壁燃燒器8生成自噴火口部8a筆直前行之火焰Mw，如圖5所示，該周壁燃燒器8之火焰Mw，係順著外周壁部5。周壁燃燒器8之火焰Mw，係自噴火口部8a至火焰前端的直線距離較長之長火焰，另一方面，頂壁燃燒器7之火焰Mc係，藉由迴旋作用而自噴火口部7a至火焰前端的直線距離較短之短火焰。

藉此，由於可確保載置於轉膛爐床2上之被加熱物與火焰Mc、Mw之間的距離，因此可防止火焰Mc、Mw接觸於被加熱物而形成局部高溫、或對被加熱物造成損傷。此外，還可將爐體3整體小型化。

如圖2所示，周壁燃燒器8之噴火口部8a，係朝向與在爐內F迴旋之頂壁燃燒器7之火焰Mc沿外周壁部5之方向相 對向之方向。亦即，藉由參照圖5且一併參照圖2可以理解，假設於周壁燃燒器8及頂壁燃燒器7同時燃燒之情況下，使周壁燃燒器8之噴火口部8a面臨使周壁燃燒器8之火焰Mw與頂壁燃燒器7之火焰Mc在外周壁部5之緊貼內側處發生衝撞之方向。實際上，由於周壁燃燒器8與頂壁燃燒器7係交替燃燒，因此不會有火焰Mc、Mw彼此之衝撞。

換言之，因交替燃燒之一組周壁燃燒器8與頂壁燃燒器7之關係，當自外周壁部5之位置觀察頂壁燃燒器7之火焰Mc時，於火焰Mc朝左迴旋之情況下，周壁燃燒器8之噴火口部8a，係被設置於靠所觀察之位置右側之位置，於火焰Mc朝右迴旋之情況下，被設置於靠左側。

然後，如圖2及圖5所示，爐內F之爐氣(排氣)，於周壁燃燒器8之燃燒時，成為朝向頂壁燃燒器7之單一方向之氣流(圖5中，以箭頭Dw表示)，另一方面，於頂壁燃燒器7之燃燒時，成為朝向周壁燃燒器8之相反方向之氣流(圖2中，以箭頭Dc表示)，藉由重複地進行切換其等頂壁燃燒器7與周壁燃燒器8之交替燃燒，可使爐氣重複地朝正反方向流動。

如此，由於爐氣重複地朝正反方向流動，因此，周壁燃燒器8之火焰Mw之方向，既可被設定為沿轉膛爐床2之旋轉方向R之方向、或者也可被設定為與旋轉方向R相對向之相反之方向，任一之方向皆可。同樣地，只要與周壁燃燒器8確保上述關係，頂壁燃燒器7之火焰Mc之迴旋方向，無論是右旋還是左旋皆可。

其次，對本實施形態之轉膛爐1之作用進行說明。如圖2及圖4所示，於轉膛爐1之運轉中，若頂壁燃燒器7為燃燒模 式，周壁燃燒器8為排氣模式，則藉由在蓄熱部7c被加熱之燃燒用空氣與來自燃料噴嘴12a之燃料f而於各頂壁燃燒器7之噴火口部7a生成之火焰Mc，會自複數個部位朝向爐內F形成短火焰之迴旋流而擴散，且此迴旋火焰產生之爐氣不斷朝爐內F擴散。

受到迴旋作用之爐氣，一面於外周壁部5之周邊沿爐體3之圓周方向朝單一方向(於內周壁部4之周邊則朝相反方向)遍佈整個爐內F，一面作為排氣Ec而自設於頂壁部6下方之外周壁部5之複數個周壁燃燒器8之各噴火口部8a排出。

接著，若以頂壁燃燒器7變成排氣模式，周壁燃燒器8變成燃燒模式之方式進行切換，如圖5及圖6所示，由各周壁燃燒器8之噴火口部8a生成之長火焰之筆直前行之火焰Mw，沿著外周壁部5朝爐內F擴散，且此長火焰產生之爐氣不斷朝爐內F擴散。

爐氣一面於外周壁部5之周邊沿爐體3之圓周方向朝與頂壁燃燒器7之燃燒時相反之方向遍佈整個爐內F，一面作為排氣Ew自設於外周壁部5上方之頂壁部6之複數個頂壁燃燒器7之各噴火口部7a排出。並且，每當於頂壁燃燒器7與周壁燃燒器8之間切換模式時，爐氣之氣流會反覆地重複切換為自上朝下、自下朝上，並且於外周壁部5周邊反覆地重複切換為正反相反方向。

藉由此種立體之攪拌作用，可將整個爐內F之溫度均勻化，且爐氣自各個方向接觸於被加熱物，被加熱物整體也可被均勻加熱。

本實施形態之轉膛爐1中，由於在頂壁部6具備將噴火口部7a設為朝向爐內F之蓄熱式頂壁燃燒器7，及於外周壁部5具備將噴火口部8a設為自其切線方向朝向爐內F且與頂壁燃燒器7 交替燃燒之蓄熱式周壁燃燒器8，因而於轉膛爐1之運轉中，藉由周壁燃燒器8與頂壁燃燒器7交替燃燒，爐內F之爐氣重複地進行自頂壁部6朝其下方之外周壁部5之流動、及自外周壁部5朝其上方之頂壁部6之流動，並且沿外周壁部5之氣流也被重複地切換為正反相反方向，從而可促進爐內F之爐氣之攪拌作用。藉此，可將爐內溫度分佈均勻化。

此外，於頂壁燃燒器7生成之火焰Mc，不是直接朝向周壁燃燒器8之噴火口部8a，而是自頂壁部6沿頂面流動，此外，於周壁燃燒器8生成之火焰Mw及排氣Ew，不是直接朝向頂壁部6之頂壁燃燒器7之噴火口部7a，而是朝向外周壁部5之圓周方向，因而，藉此，火焰Mc、Mw變得不易接觸於轉膛爐床2上之被加熱物，可防止火焰Mc、Mw接觸於被加熱物而產生損傷。此外，可防止頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8之排氣Ec、Ew立即自鄰近之噴火口部7a、8a排出之情況，可充分發揮蓄熱式燃燒器之節能功效。

由於將蓄熱式燃燒器配組安裝於頂壁部6及外周壁部5，因此與僅將燃燒器設置於外周壁部5之情況比較，可確保將燃燒器之設置空間擴大至頂壁部6，可獲得使燃燒器之設備台數增加之佈局，從而可確保較習知更大之燃燒量。

由於頂壁燃燒器7係迴旋火焰生成型之燃燒器，因此爐氣不僅於頂壁部6與外周壁部5之間上下流動而進行攪拌，而且藉由頂壁燃燒器7之迴旋火焰Mc，可進一步促進攪拌作用。

周壁燃燒器8之噴火口部8a之方向，係朝向與頂壁燃燒器7之迴旋型之火焰Mc沿外周壁部5之方向相對向之方向， 且伴隨頂壁燃燒器7之迴旋流而沿外周壁部5流動之爐氣，係作為排氣Ec朝面向與其流動之方向相對向之方向之周壁燃燒器8之噴火口部8a平順地流入，因此可圓滑地排出，此外，伴隨周壁燃燒器8之火焰Mw而沿外周壁部5流動之爐氣，也可作為排氣Ew無障礙地朝頂壁燃燒器7之噴火口部7a流入而良好地排出。

頂壁燃燒器7及周壁燃燒器8，係以相同數量設置複數個，頂壁燃燒器7係以等間隔配置於轉膛爐床2之旋轉方向R，並且，周壁燃燒器8係配置於鄰接之頂壁燃燒器7彼此之中間，且作為轉膛爐1整體而將燃燒器7、8之配置均等化，因此由燃燒器配置之觀點考量，也可適宜地將爐內溫度分佈均勻化。

圖7為顯示使用於上述實施形態之轉膛爐1之頂壁燃燒器7之變形例之側面剖視圖。於此變形例中，為了擴大迴旋型之火焰Mc之迴旋半徑，頂壁燃燒器7之噴火口部7a，係以朝向爐內F而擴口之方式形成。

亦即，如圖示，於噴火口部7a形成有擴径部，該擴徑部係用以界定自圓筒空間11朝爐內F擴径之擴徑空間16。藉由圓筒空間11與擴徑空間16構成燃燒室。擴徑空間16係被構成為朝向爐內F側而擴徑率增大。

若於圓筒空間11生成之火焰Mc(迴旋氣流)到達擴徑空間16，則迴旋氣流之迴旋半徑會隨著其之形狀而逐漸增大。然後，到達爐內F之迴旋氣流，形成朝徑向外側且沿頂壁部6擴散至全周之渦狀之氣流。藉此，外觀上之火焰Mc被擴散成為傘狀。如此，由於頂壁燃燒器7之火焰Mc之迴旋流擴大，因此可進一步促進爐內溫度分佈之均勻化，且可使火焰Mc更難接觸於被加熱物。

此外，例如，於如專利文獻2之轉膛爐為現有爐之情況下，若對該爐進行追加蓄熱式頂壁燃燒器7，且將周壁燃燒器換為蓄熱式周壁燃燒器8之改造，則即使為已設置之轉膛爐，也可獲得與上述實施形態之轉膛爐1相同之作用功效。

1‧‧‧轉膛爐

2‧‧‧轉膛爐床

3‧‧‧爐體

4‧‧‧內周壁部

5‧‧‧外周壁部

6‧‧‧頂壁部

7‧‧‧蓄熱式頂壁燃燒器

7b、8b‧‧‧燃燒器本體

7c、8c‧‧‧蓄熱部

8‧‧‧蓄熱式周壁燃燒器

8a‧‧‧周壁燃燒器之噴火口部

F‧‧‧爐內

R‧‧‧轉膛爐床之旋轉方向

Claims (7)

1. 一種轉膛爐，係於至少以圓筒狀之外周壁部及頂壁部圍繞而形成之爐內設置有轉膛爐床者；其特徵在於：於上述頂壁部具備將噴火口部設為朝向上述爐內之蓄熱式頂壁燃燒器；於上述外周壁部具備將噴火口部設為自其切線方向朝向上述爐內，而與上述蓄熱式頂壁燃燒器交替燃燒之蓄熱式周壁燃燒器；於上述蓄熱式頂壁燃燒器生成之火焰係自上述頂壁部沿頂面流動。
2. 如請求項1之轉膛爐，其中，上述蓄熱式頂壁燃燒器係生成迴旋型之火焰之燃燒器。
3. 如請求項2之轉膛爐，其中，上述蓄熱式周壁燃燒器之上述噴火口部係朝向與上述蓄熱式頂壁燃燒器之迴旋型之火焰沿上述外周壁部之方向相對向之方向。
4. 如請求項1至3中任一項之轉膛爐，其中，上述蓄熱式頂壁燃燒器及上述蓄熱式周壁燃燒器係以相同數量設置複數個，上述蓄熱式頂壁燃燒器係以等間隔配置於上述轉膛爐床之旋轉方向，並且，上述蓄熱式周壁燃燒器係配置於鄰接之上述蓄熱式頂壁燃燒器彼此之中間。
5. 如請求項2或3之轉膛爐，其中，上述蓄熱式頂壁燃燒器之上述噴火口部係以朝向上述爐內而擴口之方式形成。
6. 如請求項4之轉膛爐，其中，上述蓄熱式頂壁燃燒器之上述噴火口部係以朝向上述爐內而擴口之方式形成。
7. 一種轉膛爐之改造方法，其特徵在於，進行以下之改造： 於現有之轉膛爐之頂壁部設置蓄熱式頂壁燃燒器，將噴火口部朝向爐內，使於上述蓄熱式頂壁燃燒器生成之火焰自上述頂壁部沿頂面流動；於外周壁部設置與上述蓄熱式頂壁燃燒器交替燃燒之蓄熱式周壁燃燒器，將噴火口部自其切線方向朝向上述爐內。

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