JP2012189241A - Heat storage type burner furnace - Google Patents

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Yoshio Niimi
良夫 新美
Yasumasa Iwata
安正 岩田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a burner unit and a heat storage type burner furnace, in which efficient combustion can be performed, and combustion operation at a high temperature than combustion temperature in a furnace of a type having an ejection port of a burner nozzle that is directly exposed in the in-furnace space.SOLUTION: In the burner unit of the heat storage type burner furnace in which a pair of burners for alternately performing combustion operation is provided, combustion gas is discharged from the one burner to a heated space on the downstream side during combustion operation of the one burner and is further exhausted from the heated space through the another burner, and a heat storage arranged upstream of the another burner is heated by the fuel gas, a heat storage unit is provided which is communicatively connected with each upstream side of the pair of burners, and has a heat storage, and each burner is provided with a burner unit to which a fuel gas supply pipe is connected and an ignition burner is connected downstream of the fuel gas supply pipe.

Description

本発明は、蓄熱式バーナ炉に関し、詳細には、バーナの排気熱を利用して吸入空気を加熱する蓄熱式バーナ炉に関する。   The present invention relates to a regenerative burner furnace, and more particularly to a regenerative burner furnace that heats intake air using exhaust heat of the burner.

一対のバーナを備え、一定時間経過毎に、燃焼動作を行うバーナを２つのバーナ間で切り替える蓄熱式バーナ炉が知られている。このような蓄熱式バーナ炉では、一方のバーナが燃焼動作を行うとき、一方のバーナに燃料ガスと燃焼用空気が吹き込まれて燃焼ガスが生成される。燃焼ガスは、被加熱空間内に放出されて坩堝等の加熱対象を加熱した後、他方のバーナを通して排気され、排気流路中に設けられた蓄熱体を通過するとき、蓄熱体が加熱される。一定時間経過後、燃焼動作を行わせるバーナを他方のバーナに切り替える。他方のバーナが燃焼動作を行い、一方のバーナが排気を行うように動作が切り替わると、他方のバーナで使用される燃焼空気が、一方のバーナの燃焼時に既に加熱されている蓄熱体を通過するときに加熱されるので、排熱を利用した燃焼が可能となる（例えば特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art A regenerative burner furnace that includes a pair of burners and switches a burner that performs a combustion operation between two burners every time a certain time has elapsed is known. In such a regenerative burner furnace, when one burner performs a combustion operation, fuel gas and combustion air are blown into one burner to generate combustion gas. Combustion gas is discharged into the space to be heated, heats the object to be heated such as a crucible, and is then exhausted through the other burner, and the heat storage body is heated when passing through the heat storage body provided in the exhaust passage. . After a certain period of time, the burner that performs the combustion operation is switched to the other burner. When the operation is switched so that the other burner performs the combustion operation and the one burner performs the exhaust, the combustion air used in the other burner passes through the heat storage body that has already been heated when the one burner is combusted. Since it is sometimes heated, combustion using exhaust heat becomes possible (see, for example, Patent Document 1).

図５は、従来の蓄熱式バーナ炉のバーナユニットの構成を示す図である。バーナユニット５１は、燃料ガスを炉内空間５２に向って放出するためのバーナノズル５４と、バーナノズル５４の左右両側に配置された、燃焼用空気を炉内空間５２に供給し且つ燃焼ガスを炉内空間５２から排気するための流路５６ａ、５６ｂと、流路５６ａ、５６ｂに流通する空間に配置された蓄熱体５８ａ、５８ｂとを備えている。バーナノズル５４内には、燃料ガスに点火するためのパイロットバーナ（図示せず）が設けられている。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a burner unit of a conventional regenerative burner furnace. The burner unit 51 supplies the combustion air to the furnace space 52 and the combustion gas disposed in the left and right sides of the burner nozzle 54 and discharges the fuel gas into the furnace space 52. Flow paths 56a and 56b for exhausting from the space 52 and heat storage bodies 58a and 58b disposed in the space flowing through the flow paths 56a and 56b are provided. A pilot burner (not shown) for igniting the fuel gas is provided in the burner nozzle 54.

一方のバーナの流路５６ａから燃焼用空気が炉内空間５２に供給されると、燃焼用空気が炉内空間５２でバーナノズル５４からの燃料ガスと混合して燃焼ガスが生成される。燃焼ガスは炉内空間５２を循環した後、他方のバーナの流路５６ｂを経て排出される。燃焼ガスが、蓄熱体５８ｂの内部を通過して排出される際に、燃焼ガスの熱によって蓄熱体５８ｂが加熱される。一定時間、一方のバーナによる燃焼を行うと、即ち流路５６ａから燃焼用空気が供給されると、流路５６ａからの燃焼用空気の供給が停止され、他方のバーナによる燃焼が開始され、他方の流路５６ｂから燃焼用空気が供給される。このとき流路５６ｂの上流に配置されている蓄熱体５８ｂが一方のバーナによる燃焼ガスの排気動作によって加熱されているため、他方のバーナに供給される燃焼用空気は加熱されて、高い予熱温度を達成することができ、バーナの熱効率が向上する。   When combustion air is supplied to the furnace space 52 from the flow path 56a of one burner, the combustion air is mixed with the fuel gas from the burner nozzle 54 in the furnace space 52 to generate combustion gas. After the combustion gas circulates in the furnace space 52, it is discharged through the flow path 56b of the other burner. When the combustion gas passes through the heat storage body 58b and is discharged, the heat storage body 58b is heated by the heat of the combustion gas. When combustion is performed by one burner for a certain period of time, that is, when combustion air is supplied from the flow path 56a, supply of combustion air from the flow path 56a is stopped, combustion by the other burner is started, Combustion air is supplied from the flow path 56b. At this time, since the heat storage body 58b disposed upstream of the flow path 56b is heated by the exhaust operation of the combustion gas by one burner, the combustion air supplied to the other burner is heated and has a high preheating temperature. Can be achieved and the thermal efficiency of the burner is improved.

特開２００７−２７８６７０号公報JP 2007-278670 A

図５に示すようなバーナユニットでは、バーナノズル５４からの燃料ガスと流路５６ａまたは５６ｂからの燃焼用空気とが炉内空間５２で混合されるため、燃料ガスと燃焼用空気の一部が炉内空間５２に拡散してしまい、最適な混合比で混合することが難しい。そのため、完全燃焼が行われず、所望の加熱温度に到達するために、最適な混合比におけるよりも多くの燃焼用空気と燃料が消費され、ＮＯｘ発生量が増加するという問題があった。
また、バーナノズル５４の噴出口が、炉の燃焼動作時に高温となる炉内空間５２に露出しているため、バーナノズル５４の噴出口が劣化しない温度範囲内で炉の燃焼温度を設定しなければならず、燃焼温度を高くすることができないという問題があった。 In the burner unit as shown in FIG. 5, since the fuel gas from the burner nozzle 54 and the combustion air from the flow path 56a or 56b are mixed in the furnace space 52, part of the fuel gas and the combustion air is in the furnace. Diffusing into the inner space 52, it is difficult to mix at an optimal mixing ratio. Therefore, complete combustion is not performed, and a desired heating temperature is reached, so that more combustion air and fuel are consumed than in the optimum mixing ratio, and there is a problem that the amount of NOx generation increases.
Further, since the jet outlet of the burner nozzle 54 is exposed to the furnace space 52 that becomes high during the combustion operation of the furnace, the furnace combustion temperature must be set within a temperature range in which the jet outlet of the burner nozzle 54 does not deteriorate. Therefore, there was a problem that the combustion temperature could not be increased.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、効率的な燃焼を行うことができ、バーナノズルの噴出口が炉内空間に直接露出されているタイプの炉における燃焼温度よりも高温の燃焼動作が可能であるバーナユニット及び蓄熱式バーナ炉を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to solve such a problem, and can perform efficient combustion. The combustion temperature is higher than the combustion temperature in a furnace of a type in which the nozzle nozzle outlet is directly exposed to the furnace space. Another object of the present invention is to provide a burner unit and a regenerative burner furnace capable of high-temperature combustion operation.

本発明によれば、
交互に燃焼動作が行われる一対のバーナを備え、一方のバーナの燃焼動作時には、燃焼ガスが、前記一方のバーナから下流側の被加熱空間に放出され、更に前記被加熱空間から他方のバーナを通って排気され、前記他方のバーナの上流に配置された蓄熱体が前記燃料ガスによって加熱される蓄熱式バーナ炉のバーナユニットであって、
前記一対のバーナの各々の上流側に流通接続され、蓄熱体を有する蓄熱ユニットを備え、
前記各バーナには、燃料ガス供給管が接続され、更に前記燃料ガス供給管よりも下流に点火バーナが接続されている、
ことを特徴とするバーナユニットが提供される。 According to the present invention,
A pair of burners that alternately perform combustion operations are provided, and during the combustion operation of one burner, combustion gas is discharged from the one burner to the downstream heated space, and the other burner is further discharged from the heated space. A regenerative burner furnace burner unit in which a heat accumulator exhausted through and disposed upstream of the other burner is heated by the fuel gas,
It is connected in circulation to the upstream side of each of the pair of burners, and includes a heat storage unit having a heat storage body,
A fuel gas supply pipe is connected to each burner, and an ignition burner is further connected downstream of the fuel gas supply pipe.
A burner unit is provided.

このような構成によれば、蓄熱ユニットからバーナに流出する空気と燃料ガス供給管からの燃料ガスとがバーナ内で混合されるので、最適な混合比で混合することができ、効率的な燃焼を行うことができる。また、燃料ガス供給管が被加熱空間に直接露出されないため、燃料ガス供給管が燃焼ガスに曝されることがないので、高温での燃焼が可能である。   According to such a configuration, the air flowing out from the heat storage unit to the burner and the fuel gas from the fuel gas supply pipe are mixed in the burner. It can be performed. Further, since the fuel gas supply pipe is not directly exposed to the space to be heated, the fuel gas supply pipe is not exposed to the combustion gas, so that combustion at a high temperature is possible.

本発明の好ましい実施形態によれば、前記燃料ガス供給管内には、燃料ガスを噴出するためのガスノズルが配置されており、前記ガスノズルは、先端部が前記バーナと前記燃料ガス供給管との接続部から離れて配置されている。   According to a preferred embodiment of the present invention, a gas nozzle for ejecting fuel gas is disposed in the fuel gas supply pipe, and the gas nozzle has a tip portion connected to the burner and the fuel gas supply pipe. It is arranged away from the part.

このような構成によれば、ガスノズルが燃焼ガスに曝されないため、高温での燃焼が可能となる。   According to such a configuration, since the gas nozzle is not exposed to the combustion gas, combustion at a high temperature is possible.

本発明によれば、上記バーナユニットを備える蓄熱式バーナ炉が提供される。
このような構成によれば、効率的な燃焼を行うことができる。また、高温での燃焼が可能となる。 According to the present invention, a regenerative burner furnace including the burner unit is provided.
According to such a configuration, efficient combustion can be performed. Moreover, combustion at a high temperature is possible.

本発明によれば、効率的な燃焼を行うことができるバーナユニット及び蓄熱式バーナ炉が提供される。   According to the present invention, a burner unit and a regenerative burner furnace capable of performing efficient combustion are provided.

本発明の一実施形態のバーナユニットを備えた蓄熱式バーナ炉の側面図である。It is a side view of the regenerative burner furnace provided with the burner unit of one embodiment of the present invention. 図１の蓄熱式バーナ炉の背面図である。It is a rear view of the thermal storage type burner furnace of FIG. 本発明の一実施形態によるバーナユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the burner unit by one Embodiment of this invention. 図１のバーナ炉における燃焼ガスの流れを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the flow of the combustion gas in the burner furnace of FIG. 従来の蓄熱式バーナ炉のバーナユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the burner unit of the conventional thermal storage type burner furnace.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態の蓄熱式バーナ炉について説明する。
図１は、本発明の一実施形態のバーナユニットを備えた蓄熱式バーナ炉１の側面図であり、図２は、蓄熱式バーナ炉１の背面図である。 Hereinafter, a regenerative burner furnace according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a side view of a regenerative burner furnace 1 including a burner unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a rear view of the regenerative burner furnace 1.

図１及び２に示されているように、蓄熱式バーナ炉１は、有底円筒形の坩堝２と、坩堝２を収容する有底円筒形状の炉体４とを備えている。坩堝２は、アルミ等の金属を溶融するための容器であり、黒鉛、鋳物等の耐火材料で形成されている。また、炉体４は、煉瓦、ファイバーボート等の耐火、断熱材料で形成され、坩堝２の円筒状の外周面との間に環状の空間を形成するように配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the regenerative burner furnace 1 includes a bottomed cylindrical crucible 2 and a bottomed cylindrical furnace body 4 that accommodates the crucible 2. The crucible 2 is a container for melting a metal such as aluminum, and is formed of a refractory material such as graphite or casting. The furnace body 4 is formed of a fireproof and heat insulating material such as a brick or a fiber boat, and is disposed so as to form an annular space between the cylindrical outer peripheral surface of the crucible 2.

蓄熱式バーナ炉１は、坩堝２の下方で炉体４の後部にバーナ取付部６を備えている。このバーナ取付部６には、一対のバーナ８、１０が並列配置されている。バーナ取付部６の後方側には、蓄熱体ケース１２が取付けられている。蓄熱体ケース１２は、内部が上下に延びる２つの空間に仕切られた箱状部材であり、それぞれの空間１４、１６は、一端（下端）側が、各バーナ８、１０にそれぞれ流体連通している。各空間１４、１６には、２つの蓄熱体１８、１８が上下に離間して配置されている。   The regenerative burner furnace 1 includes a burner mounting portion 6 at the rear of the furnace body 4 below the crucible 2. A pair of burners 8 and 10 are arranged in parallel on the burner mounting portion 6. A heat storage body case 12 is attached to the rear side of the burner attachment portion 6. The heat accumulator case 12 is a box-shaped member that is partitioned into two spaces extending inside up and down, and each space 14, 16 is in fluid communication with each burner 8, 10 at one end (lower end) side. . In each space 14, 16, two heat storage bodies 18, 18 are arranged apart from each other in the vertical direction.

各蓄熱体１８は、断熱材によって囲まれた空間１４、１６内に、上下に離間して配置されている。各蓄熱体１８は、網または多孔板等で作られた仕切部材２０上に載置されている。蓄熱材２２としては、セラミック（アルミナ、コージライト、ムライト）、耐熱鋼、またはセラミックと耐熱鋼との複合体などをハニカム状、細管状、ナゲット状、またはボール状に成形したもの等が使用される。本実施形態では、各蓄熱体は同じ材質の蓄熱材から構成され、同じ形状及び厚さを有するが、各蓄熱体の材質、形状、厚さが異なっていても良い。   Each heat storage body 18 is spaced apart in the vertical direction in the spaces 14 and 16 surrounded by the heat insulating material. Each heat storage body 18 is placed on a partition member 20 made of a net or a perforated plate. As the heat storage material 22, ceramic (alumina, cordierite, mullite), heat resistant steel, or a composite of ceramic and heat resistant steel formed into a honeycomb shape, a narrow tube shape, a nugget shape, or a ball shape, or the like is used. The In this embodiment, each heat storage body is comprised from the heat storage material of the same material, and has the same shape and thickness, However, The material, shape, and thickness of each heat storage body may differ.

各空間１４、１６は、他端（上端）側が、連結パイプ２４、２６を介して、四方弁２８の２つの開口にそれぞれ流体連通されている。四方弁２８の他の２つの開口の一方には、燃焼ガスを炉外に排出する排気パイプ３０が、他方にはブロア３２を介して外気を導入するための吸気パイプ３４が接続されている。   The other ends (upper ends) of the spaces 14 and 16 are in fluid communication with two openings of the four-way valve 28 via connecting pipes 24 and 26, respectively. An exhaust pipe 30 for exhausting combustion gas to the outside of the furnace is connected to one of the other two openings of the four-way valve 28, and an intake pipe 34 for introducing outside air via a blower 32 is connected to the other.

本実施形態の四方弁２８は、一方のバーナ８を吸気パイプ３４に連通させ且つ他方のバーナ１０を排気パイプ３０に連通させる第１位置と、一方のバーナ８を排気パイプ３０に連通させ且つ他方のバーナ１０を吸気パイプ３４に連通させる第２位置との間で切り換え可能とされている。   The four-way valve 28 of the present embodiment has a first position in which one burner 8 communicates with the intake pipe 34 and the other burner 10 communicates with the exhaust pipe 30, one burner 8 communicates with the exhaust pipe 30, and the other The burner 10 can be switched between a second position where the burner 10 communicates with the intake pipe 34.

蓄熱ケース１２の底部には、蓄熱ユニット内で結露した水等を排出するためのドレン抜き口（図示せず）が設けられている。   A drain opening (not shown) for discharging water or the like condensed in the heat storage unit is provided at the bottom of the heat storage case 12.

図３は、本発明の実施形態によるバーナユニット７の構成を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the burner unit 7 according to the embodiment of the present invention.

図３に示されているように、２つのバーナ８、１０は、対称的な構成を備えているので、以下においては、一方のバーナ８の構成についてのみ説明する。   As shown in FIG. 3, the two burners 8, 10 have a symmetrical configuration, and therefore only the configuration of one burner 8 will be described below.

バーナ８は、一端（先端）側が坩堝２と炉体４との間の環状空間に連通し、他端（後端）側が蓄熱体ケース１２の一方の内部空間１４の下端に連通している略円筒形状のバーナ本体４０を備えている。   The burner 8 has one end (front end) connected to the annular space between the crucible 2 and the furnace body 4 and the other end (rear end) connected to the lower end of one internal space 14 of the heat storage body case 12. A cylindrical burner body 40 is provided.

上述したように、バーナ本体４０の後端が蓄熱体ケース１２の内部空間１４に連通しているので、バーナ８は、四方弁２８の切り換えによって、排気パイプ３０及び吸気パイプ３４のいずれかと選択的に連通されることになる。   As described above, since the rear end of the burner body 40 communicates with the internal space 14 of the heat storage body case 12, the burner 8 is selectively connected to either the exhaust pipe 30 or the intake pipe 34 by switching the four-way valve 28. Will be communicated to.

図３に示されているように、バーナ本体４０の側部には、バーナ本体４０内に燃料ガスを供給するための略円筒形状の燃料供給管４２と、燃料ガスへの点火時に使用されるパイロットバーナ４４が内部に配置された管４５が接続されている。更に、パイロットバーナ４４には、バーナ本体４０内の火炎の状態を監視するための紫外線検知機（図示せず）が設けられている。パイロットバーナ４４が内部に配置された管４５は、燃料供給管４２とバーナ本体４０との接続部からバーナ本体４０の先端方向（即ち下流方向）に間隔をあけた箇所でバーナ本体４０と接続されており、パイロットバーナ４４の種火が噴出する先端部は、バーナ本体４０と管４５との接続部から離れて管４５内に配置されている。燃料供給管４２内には、燃料ガスを噴出するガスノズル４６が配置されている。ガスノズル４６は、その先端が燃料供給管４２とバーナ本体４０との接続部から間隔をあけて配置されている。ガスノズル４６は、例えば、ＳＵＳ３１０で作られている。   As shown in FIG. 3, a substantially cylindrical fuel supply pipe 42 for supplying fuel gas into the burner main body 40 is provided at the side of the burner main body 40, and used for ignition of the fuel gas. A pipe 45 in which a pilot burner 44 is disposed is connected. Further, the pilot burner 44 is provided with an ultraviolet detector (not shown) for monitoring the state of the flame in the burner body 40. The pipe 45 in which the pilot burner 44 is disposed is connected to the burner main body 40 at a position spaced from the connecting portion between the fuel supply pipe 42 and the burner main body 40 in the tip direction (ie, downstream direction) of the burner main body 40. The tip of the pilot burner 44 from which the seed fire is ejected is disposed in the tube 45 away from the connection portion between the burner body 40 and the tube 45. A gas nozzle 46 that ejects fuel gas is disposed in the fuel supply pipe 42. The gas nozzle 46 has a tip disposed at a distance from a connection portion between the fuel supply pipe 42 and the burner body 40. The gas nozzle 46 is made of, for example, SUS310.

バーナ本体４０の長手方向軸線は、坩堝２の円筒状の外周面の接線方向（ｘ）に向け水平に配置されている。更に、一対のバーナ８、１０は、バーナ本体４０の長手方向軸線が平面視で「ハ」の字型に開くように配置されている。したがって、一対のバーナ８、１０のそれぞれから放出される火炎及び燃焼ガスは、坩堝２と炉体４の間に形成された環状の空間内に、坩堝２の円筒状の外周面の接線方向に沿って互いに反対方向に向けて放出される。放出された火炎及び燃焼ガスは、坩堝２と炉体４の間に形成された環状の空間内を上昇し、環状空間の上端部まで上昇し温度が低下した燃焼ガスは、環状の空間内を降下してくることになる。   The longitudinal axis of the burner body 40 is horizontally arranged in the tangential direction (x) of the cylindrical outer peripheral surface of the crucible 2. Further, the pair of burners 8, 10 are arranged such that the longitudinal axis of the burner body 40 opens in a “C” shape in plan view. Therefore, the flame and the combustion gas released from each of the pair of burners 8 and 10 are tangential to the cylindrical outer peripheral surface of the crucible 2 in an annular space formed between the crucible 2 and the furnace body 4. Along the opposite direction. The released flame and combustion gas rise in the annular space formed between the crucible 2 and the furnace body 4, and the combustion gas that has risen up to the upper end of the annular space and has decreased in temperature passes through the annular space. I will descend.

次に、本実施形態の蓄熱式バーナ炉１の動作について説明する。
先ず、坩堝２内に溶解する金属（例えばアルミニウム）材料を所定量投入し、ブロア３２を作動させる。
次いで、四方弁２８を、第１位置に配置し、一方のバーナ８を吸気パイプ３４に連通させ且つ他方のバーナ１０を排気パイプ３０に連通させる。この状態で、吸気パイプ３４に連通している一方のバーナ８に燃料ガスを供給し、このバーナ８を作動させ、坩堝２と炉体４の間に形成された環状の空間にバーナ８の火炎及び燃焼ガスを放出させる。 Next, operation | movement of the thermal storage type burner furnace 1 of this embodiment is demonstrated.
First, a predetermined amount of a metal (for example, aluminum) material to be melted is put into the crucible 2 and the blower 32 is operated.
Next, the four-way valve 28 is disposed at the first position, and one burner 8 is communicated with the intake pipe 34 and the other burner 10 is communicated with the exhaust pipe 30. In this state, fuel gas is supplied to one burner 8 communicating with the intake pipe 34, and this burner 8 is operated, and the flame of the burner 8 is formed in an annular space formed between the crucible 2 and the furnace body 4. And release combustion gases.

バーナ８内では、上流側から炉内に向ってバーナ本体４０内に空気が流され、燃料ガスが、ガスノズル４６から噴出して燃料供給口４２からバーナ本体４０内に供給される。燃料ガスは、バーナ本体４０内で空気と混合され、下流に向って流れて、パイロットバーナ４４によって点火されて燃焼し、火炎が炉内に放出される。燃料ガスと空気とがバーナ本体４０内で混合されるので、低空気比燃焼を行うことができ、Ｎｏｘの発生が抑制され、また、効率のよい燃焼が実現される。パイロットバーナ４４は、バーナ本体４０の通路を横切るように種火を放出するため、バーナ本体４０の通路内の燃料ガスと空気の混合ガスが完全に燃焼される。また、パイロットバーナ４４は、バーナ本体４０内に種火を放出するため、種火が炉内の火炎や燃焼ガスの流れの影響を受けることなく、確実に燃料ガスに点火することができる。   In the burner 8, air flows into the burner main body 40 from the upstream side toward the furnace, and fuel gas is ejected from the gas nozzle 46 and supplied from the fuel supply port 42 into the burner main body 40. The fuel gas is mixed with air in the burner body 40, flows downstream, and is ignited and burned by the pilot burner 44, and a flame is discharged into the furnace. Since fuel gas and air are mixed in the burner body 40, low air ratio combustion can be performed, generation of Nox is suppressed, and efficient combustion is realized. Since the pilot burner 44 emits a spark so as to cross the passage of the burner body 40, the mixed gas of fuel gas and air in the passage of the burner body 40 is completely burned. In addition, since the pilot burner 44 releases the seed fire into the burner body 40, the seed fire can be reliably ignited to the fuel gas without being affected by the flame in the furnace or the flow of the combustion gas.

バーナ８からの火炎及び燃焼ガスは、環状の空間内を坩堝２の外周に沿って図４に鎖線で示されるように上昇し、坩堝２を加熱し、環状の空間の最上部から図４に一点鎖線で示されるように坩堝２の外周に沿って降下してくる。   The flame and the combustion gas from the burner 8 rise in the annular space along the outer periphery of the crucible 2 as shown by a chain line in FIG. 4, heat the crucible 2, and from the top of the annular space to FIG. 4. It descends along the outer periphery of the crucible 2 as indicated by the alternate long and short dash line.

他方のバーナ１０は、排気パイプ３０に連通されているので、降下してきた燃焼ガスは、他方のバーナ１０及びその上流側の内部空間１６内に配置された蓄熱体１８を通って排気パイプ３０に送られ、炉外に排出される。このとき、内部空間１６内に配置された蓄熱体１８は、他方のバーナ１０からの燃焼ガスによって加熱される。上述したように、ガスノズルの先端がバーナ本体との接続部から離れて位置するため、燃焼ガスがバーナ１０内を通過するときに、ガスノズルの先端が燃焼ガスと接触しにくくなるので、燃焼ガスがＳＵＳ３１０Ｓ等の耐熱金属の使用限度を超える高温の場合にも、ガスノズルの損傷を防ぐことができる。   Since the other burner 10 communicates with the exhaust pipe 30, the descending combustion gas passes through the other burner 10 and the heat storage body 18 disposed in the internal space 16 on the upstream side to the exhaust pipe 30. Sent to the outside of the furnace. At this time, the heat storage body 18 disposed in the internal space 16 is heated by the combustion gas from the other burner 10. As described above, since the tip of the gas nozzle is located away from the connection portion with the burner body, the tip of the gas nozzle becomes difficult to come into contact with the combustion gas when the combustion gas passes through the burner 10, so that the combustion gas The gas nozzle can be prevented from being damaged even at a high temperature exceeding the use limit of a refractory metal such as SUS310S.

一方のバーナ８を一定時間（例えば、１５秒）燃焼させると、バーナ８への燃料ガスの供給を停止し、四方弁２８を第２位置に切り換え、一方のバーナ８を排気パイプ３０に連通させ且つ他方のバーナ１０を吸気パイプ３４に連通させる。   When one burner 8 is burned for a certain time (for example, 15 seconds), the supply of fuel gas to the burner 8 is stopped, the four-way valve 28 is switched to the second position, and the one burner 8 is communicated with the exhaust pipe 30. The other burner 10 is communicated with the intake pipe 34.

次いで、吸気パイプ３４に連通させられた他方のバーナ１０に燃料ガスを供給し、他方のバーナ１０に点火し、坩堝２と炉体４の間に形成された環状の空間にバーナ１０からの火炎及び燃焼ガスを放出させる。このとき、吸気パイプ３４から他方のバーナ１０に供給される空気は、一方のバーナ８の燃焼ガスによって加熱されていた蓄熱体１８を通過することによって加熱され、バーナ１０の燃焼効率が向上する。   Next, fuel gas is supplied to the other burner 10 communicated with the intake pipe 34, the other burner 10 is ignited, and a flame from the burner 10 is formed in an annular space formed between the crucible 2 and the furnace body 4. And release combustion gases. At this time, the air supplied from the intake pipe 34 to the other burner 10 is heated by passing through the heat accumulator 18 heated by the combustion gas of the one burner 8, and the combustion efficiency of the burner 10 is improved.

一方のバーナ８は、排気パイプ３０に連通されているので、他方のバーナ１０からの燃焼ガスは、一方のバーナ８及びその上流側の内部空間１４内に配置された蓄熱体１８を通って排気パイプ３０に送られ、炉外に排出される。このとき、内部空間１４内に配置された蓄熱体１８は、一方のバーナ８からの燃焼ガスによって加熱される。   Since one burner 8 communicates with the exhaust pipe 30, the combustion gas from the other burner 10 is exhausted through the heat storage body 18 disposed in the one burner 8 and the internal space 14 on the upstream side thereof. It is sent to the pipe 30 and discharged outside the furnace. At this time, the heat storage body 18 arranged in the internal space 14 is heated by the combustion gas from one burner 8.

他方のバーナ１０を一定時間（例えば、１５秒）燃焼させると、四方弁を第１位置に切り換え、一方のバーナ８を作動させる。
このように２つのバーナを一定時間毎に交互に作動させる動作を繰り返し坩堝２内の金属を溶融させる。坩堝２内の金属があらかじめ設定した設定温度に達すると、ガスの供給を停止して、バーナを消火し溶融作業を終了する。 When the other burner 10 is burned for a certain time (for example, 15 seconds), the four-way valve is switched to the first position, and one burner 8 is operated.
In this way, the operation of alternately operating the two burners at regular intervals is repeated to melt the metal in the crucible 2. When the metal in the crucible 2 reaches a preset temperature, the gas supply is stopped, the burner is extinguished, and the melting operation is completed.

バーナ８、１０は低温時においては不完全燃焼による一酸化炭素の発生を防止するために、燃焼空気量を増大させ、過剰空気率（ｍ値）を高めに設定する。   The burners 8 and 10 increase the amount of combustion air and increase the excess air ratio (m value) in order to prevent the generation of carbon monoxide due to incomplete combustion at low temperatures.

炉内温度が所定温度、例えば８５０℃を超えた段階で、省エネ及びＮＯｘ発生を低減させるためにｍ値を下げる。また、炉内温度が８５０℃を超えるまでは排気温度が低いため蓄熱ユニットで排気が結露し、ドレン抜き口から水が排出される。   When the temperature in the furnace exceeds a predetermined temperature, for example, 850 ° C., the m value is lowered in order to save energy and reduce NOx generation. Further, since the exhaust gas temperature is low until the furnace temperature exceeds 850 ° C., exhaust gas is condensed in the heat storage unit, and water is discharged from the drain outlet.

各空間１４、１６内に複数の蓄熱体１８、１８を設けることによって、１つの蓄熱体のみを設ける場合に比べて各蓄熱体１８の厚さが薄くなるので、蓄熱体の上部と下部での荷重の差が減少するので、均一な蓄熱が可能となるとともに、蓄熱体の部分的な破損を防止することができ、蓄熱体の寿命を長くすることができる。   By providing a plurality of heat storage bodies 18, 18 in each space 14, 16, the thickness of each heat storage body 18 becomes thinner than when only one heat storage body is provided. Since the difference in load is reduced, uniform heat storage is possible, partial damage to the heat storage body can be prevented, and the life of the heat storage body can be extended.

また、複数の蓄熱体１８、１８の間に間隔を設けることによって、排気ガスが蓄熱体１８内で均一に広がり、蓄熱体１８の部分的な加熱を防止することができ、効率的な蓄熱が可能となる。また、吸入空気が蓄熱体１８内で均一に広がるので、蓄熱された熱をより有効に利用することが可能となる。   Further, by providing an interval between the plurality of heat storage bodies 18, 18, the exhaust gas can spread uniformly in the heat storage body 18, and partial heating of the heat storage body 18 can be prevented, so that efficient heat storage can be achieved. It becomes possible. In addition, since the intake air spreads uniformly in the heat storage body 18, the stored heat can be used more effectively.

更に、蓄熱体１８を空間１４、１６内で上下に配置すると、設置面積が減少するので、十分なメンテナンススペースを確保することができる。   Furthermore, when the heat storage body 18 is arranged vertically in the spaces 14 and 16, the installation area is reduced, so that a sufficient maintenance space can be secured.

本発明のバーナユニットにおいては、パイロットバーナ４４が、燃料ガスと燃焼空気が下流に向けて一定方向に流れているバーナ本体４０内に向けて種火を噴射する。バーナ本体内では、炉内空間に比べ燃焼ガスの影響を受けにくいため、種火の混合比を最適な状態に保って安定燃焼させることができるので、失火、爆発等の事故の発生を防ぐことができ、燃料ガスと燃焼空気が様々な方向に流れる炉内空間に種火を噴射する従来のバーナユニットと比べると、安全なバーナユニットを提供することができる。
また、本発明の蓄熱式バーナ炉によれば、燃料供給管が、バーナ本体内に接続されており、炉内空間に直接露出されていないので、燃焼ガスとの直接接触が防止される。そのため、燃焼ガスが高温となる場合でも燃料供給管の劣化を防ぐことができるため、溶解温度が７００〜７５０℃であるアルミニウムだけでなく、溶解温度が１１００℃以上である真鍮や鉄等の金属も溶解することができる。 In the burner unit of the present invention, the pilot burner 44 injects a seed fire into the burner main body 40 in which the fuel gas and the combustion air flow in a fixed direction toward the downstream. The burner body is less susceptible to combustion gas than the furnace space, so it can be stably burned with the mixing ratio of the seed fire kept in an optimal state, thus preventing accidents such as misfires and explosions. Compared to a conventional burner unit that injects a seed flame into the furnace space in which fuel gas and combustion air flow in various directions, a safer burner unit can be provided.
Further, according to the regenerative burner furnace of the present invention, the fuel supply pipe is connected to the burner body and is not directly exposed to the furnace space, so that direct contact with the combustion gas is prevented. Therefore, since the deterioration of the fuel supply pipe can be prevented even when the combustion gas becomes high temperature, not only aluminum whose melting temperature is 700 to 750 ° C. but also metal such as brass and iron whose melting temperature is 1100 ° C. or higher. Can also be dissolved.

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである。
上記実施形態では、各空間１４、１６に蓄熱体１８を２つずつ配置したが、３つ以上の蓄熱体１８を配置してもよい。また、バーナ本体４０の通路の中心に向って燃料供給管４２から燃料ガスを噴出させたが、中心から離れた部分に向って燃料ガスを噴出させてもよいし、バーナ本体４０の通路の接線方向に燃料ガスを噴出させてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. is there.
In the above embodiment, two heat storage elements 18 are arranged in each of the spaces 14 and 16, but three or more heat storage elements 18 may be arranged. Further, although the fuel gas is ejected from the fuel supply pipe 42 toward the center of the passage of the burner body 40, the fuel gas may be ejected toward a portion away from the center, or the tangent to the passage of the burner body 40 The fuel gas may be ejected in the direction.

１ 蓄熱式バーナ炉
２ 坩堝
４ 炉体
８、１０ バーナ
１２ 蓄熱体ケース
１４、１６ 空間
１８ 蓄熱体
２８ 四方弁
３０ 排気パイプ
３４ 吸気パイプ
４０ バーナ本体
４２ 燃料供給管
４４ パイロットバーナ
４６ ガスノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal storage type burner furnace 2 Crucible 4 Furnace body 8, 10 Burner 12 Thermal storage body case 14, 16 Space 18 Thermal storage body 28 Four-way valve 30 Exhaust pipe 34 Intake pipe 40 Burner main body 42 Fuel supply pipe 44 Pilot burner 46 Gas nozzle

Claims (3)

交互に燃焼動作が行われる一対のバーナを備え、一方のバーナの燃焼動作時には、燃焼ガスが、前記一方のバーナから下流側の被加熱空間に放出され、更に前記被加熱空間から他方のバーナを通って排気され、前記他方のバーナの上流に配置された蓄熱体が前記燃料ガスによって加熱される蓄熱式バーナ炉のバーナユニットであって、
前記一対のバーナの各々の上流側に流通接続され、蓄熱体を有する蓄熱ユニットを備え、
前記各バーナには、燃料ガス供給管が接続され、更に前記燃料ガス供給管よりも下流に点火バーナが接続されている、
ことを特徴とするバーナユニット。 A pair of burners that alternately perform combustion operations are provided, and during the combustion operation of one burner, combustion gas is discharged from the one burner to the downstream heated space, and the other burner is further discharged from the heated space. A regenerative burner furnace burner unit in which a heat accumulator exhausted through and disposed upstream of the other burner is heated by the fuel gas,
It is connected in circulation to the upstream side of each of the pair of burners, and includes a heat storage unit having a heat storage body,
A fuel gas supply pipe is connected to each burner, and an ignition burner is further connected downstream of the fuel gas supply pipe.
Burner unit characterized by that. 前記燃料ガス供給管内には、燃料ガスを噴出するためのガスノズルが配置されており、前記ガスノズルは、先端部が前記バーナと前記燃料ガス供給管との接続部から離れて配置されている、請求項１に記載のバーナユニット。   A gas nozzle for ejecting fuel gas is disposed in the fuel gas supply pipe, and the gas nozzle has a tip portion disposed away from a connection portion between the burner and the fuel gas supply pipe. Item 2. The burner unit according to item 1. 請求項１または２に記載のバーナユニットを備える蓄熱式バーナ炉。   A regenerative burner furnace comprising the burner unit according to claim 1.
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