JP2003269709A - 加熱炉用の燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱炉用の燃焼装置において、加熱効率の向
上及び低ＮＯｘ化を図る。 【解決手段】 炉内にガス燃料を噴出する噴出口１１を
先端側に備えた長尺状の燃料噴出体Ｂが、炉内に燃焼用
酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路６の長手方
向と交差する姿勢で、酸素含有ガス供給路６内に突出す
るように設けられた加熱炉用の燃焼装置であって、噴出
口１１として、燃料噴出体Ｂにおける長手方向の同じ位
置又は略同じ位置に、酸素含有ガス供給路６の長手方向
視にて、燃料噴出体Ｂの横幅方向に間隔を隔てて並べる
状態で、複数の噴出口１１が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炉内にガス燃料を
噴出する噴出口を先端側に備えた長尺状の燃料噴出体
が、前記炉内に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有
ガス供給路の長手方向と交差する姿勢で、前記酸素含有
ガス供給路内に突出するように設けられた加熱炉用の燃
焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる加熱炉用の燃焼装置（以下、単に
燃焼装置と略記する場合がある）は、長尺状の燃料噴出
体の先端側に備えた噴出口から、酸素含有ガスが通流す
る酸素含有ガス供給路内にガス燃料を噴出して、ガス燃
料と燃焼用酸素含有ガスとを混合しながら炉内に供給す
る所謂スルーポート式のものであり、例えば、ガラス原
料を溶解させる溶解槽の上方に炎を形成して、溶解槽を
加熱するものである。

【０００３】かかる燃焼装置において、従来は、図１１
に示すように、噴出口１１として、２個の噴出口１１を
燃料噴出体Ｂの長手方向に間隔を隔てて並び、且つ、噴
出方向が互いに交差するように設けたもの（以下、縦列
噴出口タイプと略記する場合がある）や、図示は省略す
るが、噴出口として１個の噴出口を設けたものがあっ
た。図１１に示すように、縦列噴出口タイプのものは、
燃料噴出体Ｂを、その長手方向を上下方向に向けた縦姿
勢で、炉内７に酸素含有ガスＡを供給する酸素含有ガス
供給路６内に突出するように設けて、溶解槽（図示省
略）等の加熱対象物の上方に炎を形成するものである。
尚、図１１中の２０は、噴出口１１を形成するノズルで
ある。

【０００４】ちなみに、上記従来の燃焼装置において、
縦列噴出口タイプのものは、図１１に示すように、燃料
噴出体Ｂの長手方向に並ぶ２個の噴出口１１から、ガス
燃料Ｇを衝突させるように噴出することにより、炎を広
げるように形成して、加熱効率を向上させようとするも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、炉内の加熱
効率を向上するには、炉内の溶解槽等の加熱対象物を炎
で覆う面積を広くするために、炎を広げて偏平状に形成
することが必要となるのであるが、加熱対象物の上方に
炎を形成する場合は、特に横方向に偏平状の炎（以下、
横幅広の炎と略記する場合がある）を形成することが要
求される。ちなみに、燃料噴出体からのガス燃料の噴出
量が多い場合には、炎の偏平状態が小さいと、ガス燃料
の噴出量が多い割には、炎にて加熱対象物を広く覆うこ
とができ難くなり、燃焼量が多い場合に、このように偏
平状の炎の形成が可能となると、加熱効率を向上する上
で、一層好ましいものとなる。

【０００６】しかしながら、上記従来の燃焼装置におい
て、１個の噴出口を設けたものでは、ガス燃料がその噴
出方向視で全周にわたって広がってしまうので、偏平状
の炎を形成することができず、加熱効率が低い。又、上
記従来の燃焼装置において、縦列噴出口タイプのもので
は、２個の噴出口から、ガス燃料を衝突させるように噴
出するので、炎を広げて形成する効果はあるものの、炎
は、噴出体の横幅方向ばかりでなく、噴出体の長手方向
並びにその長手方向に対して傾斜する斜め方向にも広が
り易いので、炎の偏平度が小さく、偏平状の炎を形成し
て加熱効率をする上で、未だ改善の余地があった。しか
も、この縦列噴出口タイプのものでは、加熱対象物の上
方に炎を形成するように設ける場合、燃料噴出体を縦姿
勢で設けることになるが、その場合は、２個の噴出口が
上下方向に並ぶので、形成される炎が炉壁に接触しない
ようにするには、酸素含有ガス供給路の高さを高くする
必要があり、延いては、炉内の高さが高くなり、このこ
とは、横幅広の炎を形成して、加熱対象物を上方を炎で
覆う面積を広くして、加熱効率を向上する上で、不利と
なる。つまり、加熱対象物を上方を炎で覆う面積を広く
して、加熱効率を向上するには、炉内の横幅（炎の横幅
方向に沿う方向）を広くし、高さを低くするのが有利と
なるからである。ちなみに、形成される炎が炉壁に接触
すると、炉壁の焼損が早まり、加熱炉の耐久性が低下す
る原因となる。又、縦列噴出口タイプのものでは、２個
の噴出口から、ガス燃料を衝突させるように噴出するの
で、ガス燃料が拡散して、燃焼用酸素含有ガスとの混合
が促進されることから、燃焼速度が速くなって、炎の温
度が高くなるので、ＮＯｘの発生量が多くなるという問
題もあった。

【０００７】ちなみに、燃料噴出体の横幅方向に長いス
リット状の１個の偏平な噴出口を設け、その噴出口から
液体燃料を噴出するように構成した油圧式の燃焼装置で
は、偏平な噴出口から液体燃料を燃料噴出体の横幅方向
に広がるように噴出することができるので、偏平な炎を
形成し易い。しかしながら、液体燃料を燃焼させる油圧
式の燃焼装置では、ＮＯｘの発生量が多くなるので、低
ＮＯｘ化を図ることができない。

【０００８】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、加熱炉用の燃焼装置において、
加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記噴出口として、前記
燃料噴出体における長手方向の同じ位置又は略同じ位置
に、前記酸素含有ガス供給路の長手方向視にて、前記燃
料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並べる状態で、複数
の噴出口が設けられていることにある。請求項１に記載
の特徴構成によれば、燃料噴出体における長手方向の同
じ位置又は略同じ位置に、酸素含有ガス供給路の長手方
向視にて燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数
の噴出口から、ガス燃料が、隣接する噴出口から噴出さ
れたガス燃料との接触が抑制された状態で噴出されるこ
とから、ガス燃料の接触に伴う噴出体の長手方向やその
長手方向に対して傾斜する斜め方向への広がりが抑制さ
れるので、複数の噴出口からガス燃料が偏平状に噴出さ
れ易くなり、偏平状の炎が形成され易い。そして、偏平
状の炎の形成が可能となることで、炎にて加熱対象物を
広く覆うことが可能となり、加熱効率を向上することが
できる。又、加熱対象物の上方に炎を形成するように設
ける場合、燃料噴出体を縦姿勢で設けることになるが、
この場合は、複数の噴出口が横方向に並ぶので、噴出口
として複数の噴出口を並べながらも、形成される炎が炉
壁に接触するのを回避するために、酸素含有ガス供給路
の高さを高くする必要がなく、延いては、炉内の高さを
高くする必要が無く、横幅広の炎を形成して、加熱対象
物を上方を炎で覆う面積を広くして、加熱効率を向上す
る上で、有利となる。ちなみに、偏平状の炎を形成する
に当たって、燃料噴出体の横幅方向に長いスリット状の
１個の偏平な噴出口を設けることが想定される。しかし
ながら、この場合は、偏平な噴出口の高さと同径の複数
の噴出口を、偏平な噴出口の幅と同幅に間隔を隔てて設
ける場合に比べて、ガス噴出速度が遅くなり、ガス燃料
の勢いが弱くなることから、形成される炎の勢いが弱く
なる、即ち、火腰が弱くなる。そして、炎の火腰が弱い
ことから、炎が炉内の雰囲気に煽られやすくなって、炎
の形成方向が不安定となり、炎が炉壁に接触し易くなる
ので、炉壁が損傷し易くなり、炉の耐久性を向上する面
で好ましいものではない。又、燃料噴出体の横幅方向に
間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が噴出さ
れることから、従来のように２個の噴出口からガス燃料
を衝突させるように噴出する場合に比べて、ガス燃料と
酸素含有ガスとの混合をガス燃料の炉内に向けての通流
過程で、緩やかに進行させることが可能となり、所謂緩
慢燃焼をさせ易くなる。しかも、燃料噴出体の横幅方向
に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が噴出
されることから、複数の噴出口にて各別に炎が形成され
易くなり、所謂分割火炎を形成し易くなる。そして、緩
慢燃焼によるＮＯｘ低減作用及び分割火炎によるＮＯｘ
低減作用の相乗作用により、ＮＯｘの発生量を低減する
ことが可能となる。要するに、加熱炉用の燃焼装置にお
いて、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図ることができ
るようになった。又、偏平状の炎の形成が可能となるこ
とから、燃焼量の多い燃焼装置に適用すると、炎にて加
熱対象物を面積を広くして加熱効率を向上する効果を一
層得易いものとなり、好ましい。

【００１０】〔請求項２記載の発明〕請求項２に記載の
特徴構成は、前記複数の噴出口が、その噴出方向が前記
酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行になる
ようにガス燃料を噴出するように構成されていることに
ある。請求項２に記載の特徴構成によれば、燃料噴出体
の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス
燃料が、酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平
行になる方向に噴出されることから、隣接する噴出口か
ら噴出されたガス燃料同士の接触が一段と抑制された状
態で噴出されるものとなり、ガス燃料の接触に伴う噴出
体の長手方向やその長手方向に対して傾斜する斜め方向
への広がりが一段と抑制されるので、形成される炎の偏
平度が大きくなり、加熱効率を更に向上することが可能
となる。又、緩慢燃焼の促進及び分割火炎形成の促進が
可能となり、ＮＯｘの発生量を更に低減することが可能
となる。ところで、係る燃焼装置においては、通常、燃
焼量を変更調節可能なように構成するが、このように燃
焼量を変更調節可能なように構成する場合に、燃焼量を
小さく調整すると、ガス燃料の噴出速度が遅くなること
から、形成される炎の火腰が弱くなって炎が広がり易く
なるので、炎が広がり過ぎて、炉壁に接触し易くなる虞
がある。そこで、噴出体の横幅方向に並ぶ複数の噴出口
からのガス燃料の噴出方向を、酸素含有ガス供給路の長
手方向と平行又は略平行になる方向に設定することによ
り、燃焼量を小さく調整して炎の火腰が弱くなっても、
炎が広がり過ぎるのを抑制して、炉壁に接触するのを防
止することが可能となる。つまり、燃焼量の調節範囲を
広くしながら、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を一段と
図ることができるようになった。

【００１１】〔請求項３記載の発明〕請求項３に記載の
特徴構成は、前記燃料噴出体に、前記噴出口を形成する
ノズルを付け替え自在なノズル取付孔が設けられ、前記
ノズルとして、異なる仕様の噴出口を備えた複数種のノ
ズルが設けられていることにある。請求項３に記載の特
徴構成によれば、ノズル取付孔に取り付けるノズルを、
噴出口の仕様の異なる別種類のノズルに付け替えること
ができる。そして、異なる仕様の噴出口を備えた複数種
のノズルとして、例えば、噴出口の口径が異なって、ガ
ス燃料の噴出量が異なる、即ち、燃焼量が異なるノズル
や、ガス燃料の噴出方向の異なるノズルを設けることが
できる。そして、このように、複数種のノズルをノズル
取付孔に付け替えることにより、加熱条件を種々に異な
らせて運転することが可能となる。従って、加熱効率の
向上及び低ＮＯｘ化を図りながら、加熱条件を種々に異
ならせて運転できるようにすることができた。

【００１２】〔請求項４記載の発明〕請求項４に記載の
特徴構成は、前記ノズルとして、前記ノズル取付孔に対
する取付状態において噴出方向が前記酸素含有ガス供給
路の長手方向と平行又は略平行な平行噴出用ノズル、及
び、前記ノズル取付孔に対する取付状態において噴出方
向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と傾斜する斜め
噴出用ノズルが設けられていることにある。請求項４に
記載の特徴構成によれば、ノズル取付孔に取り付けるノ
ズルを、ノズル取付孔に対する取付状態において噴出方
向が酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行な
平行噴出用ノズルや、ノズル取付孔に対する取付状態に
おいて噴出方向が酸素含有ガス供給路の長手方向と傾斜
する斜め噴出用ノズルに付け替えることができる。つま
り、燃焼量を変更調節可能なように構成する場合に、燃
焼量を大きく調整するときには、各噴出口からのガス燃
料の噴出速度が速くて、火腰の強い炎が形成されるの
で、噴出口の並び方向の端部側の噴出口を形成するノズ
ルを取り付けるノズル取付孔には、斜め噴出用ノズルを
その噴出方向が噴出口の並び方向に対して広がる方向に
向けて取り付けることにより、炎が炉壁に接触するのを
防止しながら、一段と偏平度の大きい炎を形成すること
が可能となって、加熱効率を一段と向上することができ
る。一方、燃焼量を小さく調整するときには、各噴出口
からのガス燃料の噴出速度が遅くなり、形成される炎の
火腰が弱くなって炎が広がり易い傾向となるので、噴出
口の並び方向の端部側の噴出口を形成するノズルを取り
付けるノズル取付孔には平行噴出用ノズル取り付けるこ
とにより、炎が広がり過ぎるのを防止して、炎が炉壁に
接触するのを防止する。従って、燃焼量の調節範囲を一
段と広くしながら、加熱効率の向上を一段と図ることが
できるようになった。

【００１３】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕以下、図面に基
づいて、本発明を加熱炉としてのガラス溶解炉用の燃焼
装置に適用した場合の第１実施形態を説明する。先ず、
燃焼装置を設けるガラス溶解炉について説明する。図６
及び図７に示すように、ガラス溶解炉は、溶解槽２を下
部に備えると共にアーチ型の天井を備えた炉本体１を中
央に設け、溶解槽２の一端からガラス原料を投入し、他
端から溶融ガラスを取り出すように構成し、ガラス原料
の移送方向Ｔに対して、炉本体１の左右夫々に、蓄熱室
３を原料移送方向Ｔに沿って延設し、炉本体１の左右の
炉壁４の上部に、複数の空気口（所謂ポート）５を原料
移送方向Ｔに沿って並設し、蓄熱室３と各空気口５とを
空気供給路６にて連通させて、所謂サイドポート式に構
成してある。つまり、空気供給路６は、空気を燃焼用酸
素含有ガスとして炉内７に供給するように構成してあ
り、酸素含有ガス供給路に相当する。

【００１４】炉内７にガス燃料Ｇを噴出する噴出口１１
を先端側に備えた長尺状の燃料噴出体Ｂ（所謂、バーナ
ランス）を、その長手方向を上下方向に向け且つ炉内７
に燃焼用空気Ａを供給す空気供給路６の長手方向と直交
する縦姿勢で、空気供給路６内に下方側から上方に向け
て突出するように設けてある。

【００１５】左右の燃料噴出体Ｂは、一定時間（約１５
〜３０分）毎に交互に、ガス燃料Ｇの噴出と噴出停止を
繰り返し、ガス燃料Ｇを噴出している燃料噴出体Ｂの側
の空気口５からは、蓄熱室３を通って高温（１０００〜
１２００°Ｃ程度）に予熱された燃焼用空気Ａが炉内７
に供給され、ガス燃料Ｇの噴出を停止している燃料噴出
体Ｂの側の空気口５からは炉内７の燃焼ガスＥを排出さ
せるようにして、左右の燃料噴出体Ｂにて交互に燃焼さ
せる、所謂交番燃焼を行わせるようにしてある。尚、図
６及び図７は、左側の燃料噴出体Ｂにて燃焼させている
状態を示している。

【００１６】噴出口１１から噴出されたガス燃料Ｇの周
囲に、その噴出方向に沿って、そのガス燃料Ｇを噴出し
ている噴出口１１が設けられている空気口５から燃焼用
空気Ａが供給されて、ガス燃料Ｇと燃焼用空気Ａとが接
触して拡散燃焼して、所謂、緩慢燃焼し、長さが長くて
高輝度の燃焼炎（輝炎）Ｆが形成され、その燃焼炎の輻
射熱により、溶解槽２内のガラス原料を溶解する。炉本
体１のアーチ状の天井は、燃焼炎の輻射熱を反射させ
る。炉内７の燃焼ガスＥは、ガス燃料Ｇの噴出を停止し
ている燃料噴出体Ｂの側の空気口５から、蓄熱室３に流
入し、蓄熱材を通過して、蓄熱材に排熱が回収された
後、排気される。蓄熱室３においては、燃焼ガスＥを排
出させる状態のときに、燃焼ガスＥから排熱を蓄熱材に
回収して蓄熱し、燃焼用空気Ａを供給する状態のときに
は、蓄熱材の蓄熱により燃焼用空気Ａを予熱する。そし
て、そのように予熱された燃焼用空気Ａが、空気供給路
６を通流して空気口５から炉内７に供給されるのであ
る。

【００１７】炉本体１の炉壁４に投入口４ｉを形成し、
投入口４ｉを形成した炉壁４と対面する炉壁４の外部に
作業槽８を設けると共に、その作業槽８を溶解槽２に連
通させる取り出し孔４ｅを炉壁４に形成して、投入口４
ｉから投入したガラス原料を、溶解槽２にて溶融させて
作業槽８に向かって流動させ、取り出し孔４ｅを通じ
て、清浄な溶融ガラスを作業槽８に導くように構成して
ある。

【００１８】図１、図２及び図８に示すように、本発明
においては、噴出口１１として、燃料噴出体Ｂにおける
長手方向の同じ位置に、空気供給路６の長手方向視に
て、燃料噴出体Ｂの横幅方向に間隔を隔てて並べる状態
で、複数（本実施形態では３個）の噴出口１１を設けて
ある。

【００１９】燃料噴出体Ｂについて、説明を加える。図
１及び図２に示すように、燃料噴出体Ｂの本体部１２
は、内部に冷却水ジャケット１３を備えて、外形形状が
円柱状になるように形成し、その長手方向の先端側の側
周部にノズル取付部材嵌合孔１２ｈを形成してある。図
３ないし図５にも示すように、噴出口１１を形成するノ
ズル１０を付け替え自在な３個のノズル取付用ねじ孔１
４を直径方向に沿って間隔を隔てて備えた円板状のノズ
ル取付部材１５を、ノズル取付用ねじ孔１４の並び方向
を本体部１２の横幅方向に向けた姿勢で、本体部１２の
ノズル取付部材嵌合孔１２ｈに気密状に内嵌した状態で
設けてある。３個のノズル取付用ねじ孔１４は、それぞ
れの軸心方向が互いに平行になるようにノズル取付部材
１５に形成してある。そして、ノズル取付部材１５を本
体部１２のノズル取付部材嵌合孔１２ｈに内嵌するに当
たっては、中央のノズル取付用ねじ孔１４の軸心が本体
部１２の軸心と直交し且つ本体部１２の径方向に沿うよ
うにしてある。

【００２０】ノズル１０は、ノズル取付用ねじ孔１４に
螺合するおねじ部分を外周部に備えた概ね円柱状に形成
して、ノズル取付用ねじ孔１４に対して付け替え自在な
ように構成してある。又、ノズル１０としては、異なる
仕様の噴出口１１を備えた複数種のノズル１０を用意し
てある。具体的には、図４及び図５に示すように、噴出
孔をその孔軸心がノズル１０の軸心に一致するように形
成して、ノズル取付用ねじ孔１４に対する取付状態にお
いて噴出方向が空気供給路６の長手方向と平行な平行噴
出用ノズル１０ｐ、噴出孔をその孔軸心がノズル１０の
軸心に対して傾斜するように形成して、ノズル取付用ね
じ孔１４に対する取付状態において噴出方向が空気供給
路６の長手方向と傾斜する斜め噴出用ノズル１０ｔを用
意してある。そして、３個のノズル取付用ねじ孔１４に
ノズル１０を取り付ける形態としては、例えば、図４に
示すように、３本とも平行噴出用ノズル１０ｐを取り付
ける形態や、図５に示すように、中央のノズル取付用ね
じ孔１４には平行噴出用ノズル１０ｐを取り付け、両側
のノズル取付用ねじ孔１４のそれぞれには、斜め噴出用
ノズル１０ｔをその噴出方向の傾斜方向が噴出口１１の
並び方向の外側を向くように取り付ける形態がある。

【００２１】又、複数のノズル取付用ねじ孔１４のピッ
チは、ノズル取付用ねじ孔１４にノズル１０を取り付け
た状態で、隣接する噴出口１１同士の間隔が、噴出口１
１の口径の１／１０以上を開くように設定してある。

【００２２】図１ないし図３に示すように、ノズル取付
部材１５の背部側には、内部に接続用流路を備えた流路
接続体１６をその接続用流路が３個のノズル取付用ねじ
孔１４に連通するように一体的に備えてあり、ガス燃料
供給管１７を、その先端を流路接続体１６の接続流路に
連通するように流路接続体１６に接続し、基端側を本体
部１２の基端面から外部に突出させた状態で、本体部１
３の冷却水ジャケット１３内に設けてある。そして、ガ
ス燃料供給管１７を通じてガス燃料を供給して、ノズル
取付部材１５に取り付けた３個のノズル１０の噴出口１
１からガス燃料を噴出するように構成してある。

【００２３】更に、図１に示すように、冷却水供給管１
８を、冷却水ジャケット１３内に連通するように、本体
部１２の周壁に接続し、冷却水排出管１９を、その基端
側の開口部を、本体部１２の冷却水ジャケット１３内に
おける本体部１２の先端に相当する箇所に位置させた状
態で、冷却水ジャケット１３内を通して先端側を本体部
１２の周壁を貫通させて外部に導出するように配管して
ある。そして、冷却水供給管１８を通じて冷却水を冷却
水ジャケット１３に流入させて、冷却水ジャケット１３
を通流させた後、冷却水排出管１９の基端開口部に流入
させて、冷却水排出管１９を通じて排出するようにして
ある。

【００２４】そして、上述のように構成した燃料噴出体
Ｂを、図６ないし図８に示すように、ノズル取付用ねじ
孔１４の軸心方向が空気供給路６の長手方向と平行とな
り、且つ、噴出口１１の設置部分が空気流路６内におけ
る横幅方向の略中央に位置する状態で、上述のように空
気供給路６内に突出するように設けてある。

【００２５】上述のように、噴出口１１として、燃料噴
出体Ｂにおける長手方向の同じ位置に、空気供給路６の
長手方向視にて、燃料噴出体Ｂの横幅方向に間隔を隔て
て並べる状態で、複数の噴出口１１を設けることによ
り、それら複数の噴出口１１から、ガス燃料Ｇが、隣接
する噴出口１１から噴出されたガス燃料Ｇとの接触が抑
制された状態で噴出されることから、ガス燃料Ｇは偏平
状に噴出され易くなり、横幅広の炎が形成される。又、
燃料噴出体Ｂの横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出
口１１のそれぞれから、ガス燃料Ｇが、隣接する噴出口
１１から噴出されたガス燃料Ｇとの接触が抑制された状
態で噴出されることから、ガス燃料Ｇと燃焼用空気Ａと
の混合をガス燃料Ｇの炉内７に向けての通流過程で、緩
やかに進行させることが可能となり、所謂緩慢燃焼をさ
せ易くなる。しかも、複数の噴出口１１にて各別に炎Ｆ
が形成されやすくなり、所謂分割火炎を形成し易くな
る。更に、隣接する噴出口１１同士の間隔を噴出口１１
の口径の１／１０以上開けるようにしてあるので、緩慢
燃焼を一段とさせ易くなると共に、分割火炎を一段と形
成し易い。従って、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図
ることができる。

【００２６】又、燃焼量を変更する場合、燃焼量の小さ
いときは、各噴出口１１からのガス燃料の噴出速度が遅
くなって、形成される炎の火腰が弱くなり、炎が横幅方
向に広がりやすくなるので、図４に示すように、３本と
も平行噴出用ノズル１０ｐを取り付けて、３個の噴出口
１１から、噴出方向が空気供給路６の長手方向と平行に
なるようにガス燃料を噴出するようにする。燃焼量が大
きいときは、各噴出口１１からのガス燃料の噴出速度が
速くて、火腰の強い炎が形成される。そこで、図５に示
すように、中央のノズル取付用ねじ孔１４には平行噴出
用ノズル１０ｐを取り付け、両側のノズル取付用ねじ孔
１４のそれぞれには、斜め噴出用ノズル１０ｔをその噴
出方向の傾斜方向が噴出口１１の並び方向の外側を向く
ように取り付けることにより、炎が炉壁に接触するのを
防止しながら、一段と横幅広の炎を形成することができ
るので、加熱効率を一層向上することが可能となる。

【００２７】〔第２実施形態〕以下、図面に基づいて、
本発明を加熱炉としてのガラス溶解炉用の燃焼装置に適
用した場合の第２実施形態を説明する。第２実施形態に
おいては、ガラス溶解炉は、所謂エンドポート式に形成
してある。図９及び図１０に基づいて、そのエンドポー
ト式のガラス溶解炉について説明する。炉体１の一側面
を形成する炉壁４の外側に、２室の蓄熱室３を設けると
共に、その炉壁４に、各蓄熱室３に対応させて空気口５
を形成し、各蓄熱室３と各空気口５とを空気供給路６に
て連通させて、各空気供給路６に対して、第１実施形態
と同様の燃料噴出体Ｂを第１実施形態と同様に設けて、
左右の燃料噴出体Ｂを用いて交番燃焼を行わせるように
構成してある。

【００２８】燃料噴出体Ｂを設けた側面に隣接する側面
を形成する炉壁４における燃料噴出体Ｂの側の端部に、
ガラス原料の投入口４ｉを設け、燃料噴出体Ｂを設けた
側面に対向する側面を形成する炉壁４の外部に作業槽８
を設けると共に、その作業槽８と溶解槽２との間の炉壁
４には、溶解槽２と作業槽８とを連通させる取り出し孔
４ｅ形成してある。つまり、投入口４ｉからガラス原料
を溶解槽２に投入して、そのガラス原料を、取り出し孔
４ｅの側に向かって蛇行状に流動させながら溶融させ、
取り出し孔４ｅを通じて、清浄な溶融ガラスを作業槽８
に導くように構成してある。

【００２９】次に、上述のように構成した加熱炉用の燃
焼装置の性能を検証した結果を説明する。検証試験に用
いたエンドポート式のガラス溶解炉の炉本体１の寸法
（外寸）は、燃料噴出体Ｂからのガス燃料Ｇの噴出方向
に沿う奥行きが８．８ｍ、幅及び高さはそれぞれ１．８
ｍである。検証試験で用いた燃焼装置の燃焼量は２３０
０ｋＷ、予熱された後の燃焼用空気の温度は８００°
Ｃ、炉内３の温度は１５００°Ｃである。尚、２３００
ｋＷ程度の大きい燃焼量では、噴出口１１を１個設けた
従来の燃焼装置では、通常の都市ガスの供給圧ではガス
燃料の圧力損失が大きくなって対応できないので、検証
試験においては、燃料噴出体Ｂの横幅方向に長いスリッ
ト状の１個の偏平な噴出口を設けて、その噴出口から液
体燃料を噴出するように構成した油圧式の燃焼装置を比
較用として用いた。

【００３０】本発明の燃焼装置は、３本とも平行噴出用
ノズル１０ｐを取り付けて、３個の噴出口１１を、その
噴出方向が空気供給路６の長手方向と平行になるように
ガス燃料を噴出するように構成し、各噴出口１１の口径
は１６ｍｍφであり、ガス燃料の供給圧は、１２ｋＰａ
である。又、比較に用いた油圧式の燃焼装置の液体燃料
の供給圧は、１．１ＭＰａである。

【００３１】検証試験の結果は以下の通りである。本発
明の燃焼装置では、長さが５．５ｍ程度で、所望どおり
の横幅広の炎を形成することができ、ＮＯｘ（Ｏ２＝１
５％換算）は２７０ｐｐｍであった。比較用の油圧式の
燃焼装置では、形成された炎の長さは６．０ｍ程度で、
炎の幅は、本発明の燃焼装置に比べて狭く、ＮＯｘ（Ｏ
２＝１５％換算）は３１０ｐｐｍと本発明よりも高かっ
た。従って、本発明の燃焼装置により、横幅広の火炎を
形成して、加熱効率を向上することができると共に、低
ＮＯｘ化を図ることができる。

【００３２】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 （イ） 複数種のノズル１０を用意するに当たって、異
ならせる噴出口１１の仕様としては、口径を異ならせて
も良い。又、斜め噴出用ノズル１０には、ノズル１０の
軸心に対する孔軸心の傾斜角度が異なるもの用意して、
噴出方向が空気供給路６の長手方向に対して傾斜する角
度を異ならせても良い。

【００３３】（ロ） 燃料噴出体Ｂに、その長手方向の
同じ位置又は略同じ位置に、横幅方向に間隔を隔てて設
ける噴出口１１の個数は、上記の実施形態において例示
した３個に限定されるものではなく、２個でも良く、
又、４個以上でも良い。

【００３４】（ハ） 上記の実施形態では、燃料噴出体
Ｂに、噴出口１１を形成するノズル１０を付け替え自在
なノズル取付孔１４を設けて、異なる仕様の噴出口１１
を備えたノズル１０に付け替え可能なように構成する場
合について例示したが、燃料噴出体Ｂに、噴出口１１を
形成する噴出孔を直接に形成しても良い。あるいは、燃
料噴出体Ｂに、複数の噴出口１１を形成した噴出口形成
体を付け替え自在な噴出口形成体取付孔を設け、噴出口
形成体として、異なる仕様の噴出口１１を備えた複数種
の噴出口形成体を設けても良い。

【００３５】（ニ） 上記の実施形態においては、各空
気口５に対して、１本の燃料噴出体Ｂを設ける場合につ
いて例示したが、各空気口５に対して、複数の燃料噴出
体Ｂを、空気供給路６の長手方向視にて空気口５の横幅
方向に並べて設けても良い。

【００３６】（ホ） 上記の実施形態では、噴出体Ｂを
縦姿勢で設けて、偏平状の炎をその横幅方向を横向きに
向けて形成する場合について例示したが、偏平状の炎を
形成する向きは燃焼装置を設置する対象の加熱炉に応じ
て変更可能であり、例えば、噴出体Ｂをその長手方向を
横方向に向けた横向き姿勢で設けて、偏平状の炎をその
横幅方向を縦向きに向けて形成することが可能である。

【００３７】（ヘ） 空気口５から炉内７に供給する燃
焼用酸素含有ガスとしては、上記の各実施形態において
例示した空気以外に、空気に炉内７から排出した燃焼排
ガスを混合したものや、酸素含有率を高くした酸素富化
空気等、種々のものを用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における
燃料噴出体の縦断面図

【図２】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における
燃料噴出体の要部の正面図

【図３】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における
燃料噴出体のノズル取付孔及びノズルを示す要部の斜視
図

【図４】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における
燃料噴出体の横断面図

【図５】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における
燃料噴出体の横断面図

【図６】第１実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置を備
えたガラス溶解炉の縦断面図

【図７】図６のイ−イ矢視図

【図８】第１実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置を備
えたガラス溶解炉の空気口付近の図

【図９】第２実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置を備
えたガラス溶解炉の縦断面図

【図１０】図９のロ−ロ矢視図

【図１１】従来の加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス溶
解炉の酸素含有ガス供給路付近の縦断面図

【符号の説明】

６ 酸素含有ガス供給路 １０ ノズル １０ｐ 平行噴出用ノズル １０ｔ 斜め噴出用ノズル １１ 噴出口 １４ ノズル取付孔 Ｂ 燃料噴出体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小倉 啓宏 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 竜田 孝司 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 Ｆターム(参考） 3K017 DF01 DF06 3K019 AA06 BA04 BB02 3K065 TA01 TC03 TD05 TH03 4G014 AF00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内にガス燃料を噴出する噴出口を先端
   側に備えた長尺状の燃料噴出体が、前記炉内に燃焼用酸
   素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路の長手方向と
   交差する姿勢で、前記酸素含有ガス供給路内に突出する
   ように設けられた加熱炉用の燃焼装置であって、 前記噴出口として、前記燃料噴出体における長手方向の
   同じ位置又は略同じ位置に、前記酸素含有ガス供給路の
   長手方向視にて、前記燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔
   てて並べる状態で、複数の噴出口が設けられている加熱
   炉用の燃焼装置。
2. 【請求項２】 前記複数の噴出口が、その噴出方向が前
   記酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行にな
   るようにガス燃料を噴出するように構成されている請求
   項１記載の加熱炉用の燃焼装置。
3. 【請求項３】 前記燃料噴出体に、前記噴出口を形成す
   るノズルを付け替え自在なノズル取付孔が設けられ、 前記ノズルとして、異なる仕様の噴出口を備えた複数種
   のノズルが設けられている請求項１又は２記載の加熱炉
   用の燃焼装置。
4. 【請求項４】 前記ノズルとして、前記ノズル取付孔に
   対する取付状態において噴出方向が前記酸素含有ガス供
   給路の長手方向と平行又は略平行な平行噴出用ノズル、
   及び、前記ノズル取付孔に対する取付状態において噴出
   方向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と傾斜する斜
   め噴出用ノズルが設けられている請求項３記載の加熱炉
   用の燃焼装置。