JP2571556Y2 - 蓄熱再生式バーナ - Google Patents
蓄熱再生式バーナInfo
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- JP2571556Y2 JP2571556Y2 JP1992082494U JP8249492U JP2571556Y2 JP 2571556 Y2 JP2571556 Y2 JP 2571556Y2 JP 1992082494 U JP1992082494 U JP 1992082494U JP 8249492 U JP8249492 U JP 8249492U JP 2571556 Y2 JP2571556 Y2 JP 2571556Y2
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- JP
- Japan
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- burner
- combustion
- heat storage
- flow path
- furnace
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/66—Preheating the combustion air or gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/02—Arrangements of regenerators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、炉内排ガスの熱を回収
して燃焼用空気を予熱する蓄熱再生式バーナに関する。
して燃焼用空気を予熱する蓄熱再生式バーナに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、燃焼排ガスの熱で燃焼用空気を予
熱することによってエネルギーの省力化を図るバーナと
して、図7に示すように、バーナ本体101に、燃料噴
射ノズル102と、バーナスロート部103に通じる流
路104と、上記流路104に配置された通気性の蓄熱
体105とで構成した蓄熱バーナ100が知られてい
る。
熱することによってエネルギーの省力化を図るバーナと
して、図7に示すように、バーナ本体101に、燃料噴
射ノズル102と、バーナスロート部103に通じる流
路104と、上記流路104に配置された通気性の蓄熱
体105とで構成した蓄熱バーナ100が知られてい
る。
【0003】上記バーナ100は、図8に示すように、
普通2台(100a,100b)1組として炉壁106
に取り付けられる。そして、バーナ100a,100b
の燃料噴射ノズル102,102はそれぞれ切換弁F
1,F2を有するガス供給ライン107a,107bを
介してガス供給源108に連結される。また、バーナ1
00a,100bの流路104,104はそれぞれ切換
弁A1,A2を有するエア供給ライン109a,109
bを介してエアブロア110に連結されるとともに、そ
れぞれ切換弁W1,W2を有する排ガスライン111
a,111bを介して誘引ファン112に連結される。
普通2台(100a,100b)1組として炉壁106
に取り付けられる。そして、バーナ100a,100b
の燃料噴射ノズル102,102はそれぞれ切換弁F
1,F2を有するガス供給ライン107a,107bを
介してガス供給源108に連結される。また、バーナ1
00a,100bの流路104,104はそれぞれ切換
弁A1,A2を有するエア供給ライン109a,109
bを介してエアブロア110に連結されるとともに、そ
れぞれ切換弁W1,W2を有する排ガスライン111
a,111bを介して誘引ファン112に連結される。
【0004】このようにラインに接続された1組のバー
ナ100a,100bは、所定時間毎に燃料ガスの燃焼
と排ガスの排気に供されると共に、一方のバーナでガス
燃焼時は他方のバーナで排ガスを排気しながら運転され
る。すなわち、図示するように、バーナ100aで燃料
ガスを燃焼する場合、このバーナ100aについては、
切換弁F1,A1が開されると共に切換弁W1が閉さ
れ、ガス供給源108よりノズル102に燃料ガスが供
給され、エアブロア110より流路104に燃焼用空気
が供給され、これら燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロ
ート部103より炉内114に噴射されて燃焼される。
他方のバーナ100bについては、切換弁F2,A2が
閉されると共に切換弁W2が開され、誘引ファン112
の駆動に基づいて炉内114の排ガスが流路104を通
じて煙突113から排出され、このとき蓄熱体105は
該蓄熱体105を通過する高温排ガスとの接触により加
熱される。
ナ100a,100bは、所定時間毎に燃料ガスの燃焼
と排ガスの排気に供されると共に、一方のバーナでガス
燃焼時は他方のバーナで排ガスを排気しながら運転され
る。すなわち、図示するように、バーナ100aで燃料
ガスを燃焼する場合、このバーナ100aについては、
切換弁F1,A1が開されると共に切換弁W1が閉さ
れ、ガス供給源108よりノズル102に燃料ガスが供
給され、エアブロア110より流路104に燃焼用空気
が供給され、これら燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロ
ート部103より炉内114に噴射されて燃焼される。
他方のバーナ100bについては、切換弁F2,A2が
閉されると共に切換弁W2が開され、誘引ファン112
の駆動に基づいて炉内114の排ガスが流路104を通
じて煙突113から排出され、このとき蓄熱体105は
該蓄熱体105を通過する高温排ガスとの接触により加
熱される。
【0005】逆に、バーナ100bでガスを燃焼する場
合、このバーナ100bについては、切換弁F2,A2
が開されると共に切換弁W2が閉され、ガス供給源10
8よりノズル102に燃料ガスが供給され、エアブロア
110より流路104に燃焼用空気が供給され、これら
燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロート部103より炉
内114に噴射されて燃焼される。このとき、バーナ1
00bでは、上記バーナ100aによるガス燃焼の際に
蓄熱体105に熱が蓄積されているので、エアブロア1
10より流路104に供給された燃焼用空気は蓄熱体1
05との接触により予熱され、この予熱された燃焼用空
気と共に燃料ガスが燃焼される。したがって、燃料ガス
を常温の空気と共に燃焼するのに比べて、燃料の燃焼効
率が著しく向上する。一方、バーナ100aについて
は、切換弁F1,A1が閉されると共に切換弁W1が開
され、流路104を通じて炉内114の排ガスが排気さ
れ、この高温排ガスの熱が蓄熱体105に回収されてバ
ーナ100aの次回の燃料燃焼時に燃焼用空気の予熱に
利用される。
合、このバーナ100bについては、切換弁F2,A2
が開されると共に切換弁W2が閉され、ガス供給源10
8よりノズル102に燃料ガスが供給され、エアブロア
110より流路104に燃焼用空気が供給され、これら
燃料ガスと燃焼用空気がバーナスロート部103より炉
内114に噴射されて燃焼される。このとき、バーナ1
00bでは、上記バーナ100aによるガス燃焼の際に
蓄熱体105に熱が蓄積されているので、エアブロア1
10より流路104に供給された燃焼用空気は蓄熱体1
05との接触により予熱され、この予熱された燃焼用空
気と共に燃料ガスが燃焼される。したがって、燃料ガス
を常温の空気と共に燃焼するのに比べて、燃料の燃焼効
率が著しく向上する。一方、バーナ100aについて
は、切換弁F1,A1が閉されると共に切換弁W1が開
され、流路104を通じて炉内114の排ガスが排気さ
れ、この高温排ガスの熱が蓄熱体105に回収されてバ
ーナ100aの次回の燃料燃焼時に燃焼用空気の予熱に
利用される。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
ーナ100a,100bは、上述の通り2台1組として
使用しなければならず、しかも一方のバーナが燃焼時は
他方のバーナは非燃焼状態に保持しなければならない。
また、所要の配管スペースを確保するためにバーナ同士
を接近させるにも限りがある。そのため、所定の燃焼量
(炉の入熱)を確保するためには、バーナの取付台数が
多くなり、炉内寸法の拡大、コストの高騰が不可避であ
るという問題点があった。
ーナ100a,100bは、上述の通り2台1組として
使用しなければならず、しかも一方のバーナが燃焼時は
他方のバーナは非燃焼状態に保持しなければならない。
また、所要の配管スペースを確保するためにバーナ同士
を接近させるにも限りがある。そのため、所定の燃焼量
(炉の入熱)を確保するためには、バーナの取付台数が
多くなり、炉内寸法の拡大、コストの高騰が不可避であ
るという問題点があった。
【0007】また、上記バーナは、燃焼用空気の供給と
共に蓄熱体105の温度が徐々に低下し、燃焼用空気の
予熱力が低下する。したがって、燃焼効率を高度に維持
するために切換弁F1,A1,W1,F2,A2,W2
を頻繁に開閉しなければならない。現実には、約20秒
毎に弁は切り換えられており、炉を年6000時間操業
すると約100万回/年(=6000×3600/2
0)の切換動作が繰り返され、このような膨大な数の切
換を一度たりとも誤動作することなく機能させるため
に、制御方法のみならず切換弁そのものの機械構造にも
高信頼性が要求されるという問題点があった。例えば、
燃料系の弁が誤動作したり、燃料の漏洩があると、その
漏洩燃料が排ガスラインに流入して無駄に消費された
り、爆発を招来する。また、不純物を含む燃料ガスを使
用するときは、その不純物成分がガス切換弁F1,F2
の内部に固着して十分な密閉性を保てなくなる恐れがあ
る。
共に蓄熱体105の温度が徐々に低下し、燃焼用空気の
予熱力が低下する。したがって、燃焼効率を高度に維持
するために切換弁F1,A1,W1,F2,A2,W2
を頻繁に開閉しなければならない。現実には、約20秒
毎に弁は切り換えられており、炉を年6000時間操業
すると約100万回/年(=6000×3600/2
0)の切換動作が繰り返され、このような膨大な数の切
換を一度たりとも誤動作することなく機能させるため
に、制御方法のみならず切換弁そのものの機械構造にも
高信頼性が要求されるという問題点があった。例えば、
燃料系の弁が誤動作したり、燃料の漏洩があると、その
漏洩燃料が排ガスラインに流入して無駄に消費された
り、爆発を招来する。また、不純物を含む燃料ガスを使
用するときは、その不純物成分がガス切換弁F1,F2
の内部に固着して十分な密閉性を保てなくなる恐れがあ
る。
【0008】さらに、バーナースロート部103に流路
104が接続されているので、つまり燃料ガスが流路1
04に侵入可能な構成となっているので、燃焼用空気と
排ガスの切換弁が誤動作すると、排ガスライン111
a,111bに燃料ガスが流入して爆発を招来する危険
があった。
104が接続されているので、つまり燃料ガスが流路1
04に侵入可能な構成となっているので、燃焼用空気と
排ガスの切換弁が誤動作すると、排ガスライン111
a,111bに燃料ガスが流入して爆発を招来する危険
があった。
【0009】さらにまた、火炎の状態を確認するために
1組のバーナ(2つのバーナ)に対して2系統の火炎監
視が必要となるうえ、「燃焼中」と「排気中」のモード
の区別を監視する条件を制御に組み込まなければならな
い。加えて、バーナ毎に点火用のバーナが必要である。
したがって、制御系や配管系の設計や構成が複雑になる
とともに、それらに要する費用も高くなるという問題点
があった。
1組のバーナ(2つのバーナ)に対して2系統の火炎監
視が必要となるうえ、「燃焼中」と「排気中」のモード
の区別を監視する条件を制御に組み込まなければならな
い。加えて、バーナ毎に点火用のバーナが必要である。
したがって、制御系や配管系の設計や構成が複雑になる
とともに、それらに要する費用も高くなるという問題点
があった。
【0010】そしてまた、燃料噴射ノズル102が蓄熱
体105に接近して位置しており、高温予熱空気に包ま
れながら燃焼が行われる設計になっているため、その温
度上昇に起因して排出NOxが高くなるという問題点が
あった。具体的に、蓄熱体105による空気の予熱温度
が1000℃まで上昇すると、排出NOxが1000p
pmを越えていた。
体105に接近して位置しており、高温予熱空気に包ま
れながら燃焼が行われる設計になっているため、その温
度上昇に起因して排出NOxが高くなるという問題点が
あった。具体的に、蓄熱体105による空気の予熱温度
が1000℃まで上昇すると、排出NOxが1000p
pmを越えていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】本考案は上記問題点を解
決するためになされたもので、本願の蓄熱再生式バーナ
は、バーナ本体に、前面に位置させた凹状の一次燃焼タ
イルと、この一次燃焼タイルを挾んで前面に開口した2
つの流路と、これら流路と上記一次燃焼タイルを連絡す
る孔を設け、上記一次燃焼タイルの中央部に燃料噴射ノ
ズルを配置し、上記2つの流路をそれぞれ蓄熱体を有す
る連結管に接続したものである。また、本願の別の形態
の蓄熱再生式バーナシステムは、バーナ本体に、前面に
位置させた凹状の一次燃焼タイルと、この一次燃焼タイ
ルを挾んで前面に開口した2つの流路と、これら流路と
上記一次燃焼タイルを連通する孔を設け、上記一次燃焼
タイルの中央部に燃料噴射ノズルを配置し、上記2つの
流路にそれぞれ蓄熱体を内蔵させたものである。
決するためになされたもので、本願の蓄熱再生式バーナ
は、バーナ本体に、前面に位置させた凹状の一次燃焼タ
イルと、この一次燃焼タイルを挾んで前面に開口した2
つの流路と、これら流路と上記一次燃焼タイルを連絡す
る孔を設け、上記一次燃焼タイルの中央部に燃料噴射ノ
ズルを配置し、上記2つの流路をそれぞれ蓄熱体を有す
る連結管に接続したものである。また、本願の別の形態
の蓄熱再生式バーナシステムは、バーナ本体に、前面に
位置させた凹状の一次燃焼タイルと、この一次燃焼タイ
ルを挾んで前面に開口した2つの流路と、これら流路と
上記一次燃焼タイルを連通する孔を設け、上記一次燃焼
タイルの中央部に燃料噴射ノズルを配置し、上記2つの
流路にそれぞれ蓄熱体を内蔵させたものである。
【0012】
【作用】上記蓄熱再生式バーナは、燃料噴射ノズルが燃
料供給源に接続される。また、2つの流路はそれぞれ切
換弁を介して燃焼空気供給源と排ガス吸引源に接続され
る。そして、いま一方の流路より燃焼空気を供給し、他
方の流路より炉内排ガスを吸引排出する場合、上記一方
の流路は燃焼空気供給源に接続され、他方の流路が排ガ
ス装置に接続される。これにより、上記燃焼空気供給源
より燃焼空気を供給すると、この燃焼空気は上記一方の
流路より炉内に噴射されるとともに、この流路と一次燃
焼タイルを連絡する孔より燃焼空気が噴射される。その
結果、燃焼噴射ノズルより噴射された燃料は、まず孔か
ら噴射された燃焼空気と一次燃焼タイル内で撹拌混合さ
れて一次燃焼し、続いて流路より直接炉内に噴射された
燃焼空気と混合されて二次燃焼する。一方、他方の流路
より炉内排ガスが排気され、この排ガスの熱が蓄熱体に
回収される。次に、上記蓄熱再生式バーナは、上記一方
の流路より炉内排ガスを排気し、上記他方の流路から燃
焼空気を噴射する状態に切り換えられる。すなわち、そ
れぞれの切換弁を操作して、上記一方の流路は排ガス吸
引源に接続され、上記他方の流路が燃焼空気供給源に接
続される。これにより、上記他方の流路に供給された燃
焼空気は蓄熱体により予熱された後流路と孔より噴射さ
れ、燃料噴射ノズルより噴射された燃料がまず孔から噴
射された燃焼空気と一次燃焼し、続いて流路から噴射さ
れた燃焼空気と二次燃焼する。一方、上記一方の流路か
ら炉内排ガスが排気され、その熱が蓄熱体に回収されて
次に供給される燃焼空気の予熱に利用される。
料供給源に接続される。また、2つの流路はそれぞれ切
換弁を介して燃焼空気供給源と排ガス吸引源に接続され
る。そして、いま一方の流路より燃焼空気を供給し、他
方の流路より炉内排ガスを吸引排出する場合、上記一方
の流路は燃焼空気供給源に接続され、他方の流路が排ガ
ス装置に接続される。これにより、上記燃焼空気供給源
より燃焼空気を供給すると、この燃焼空気は上記一方の
流路より炉内に噴射されるとともに、この流路と一次燃
焼タイルを連絡する孔より燃焼空気が噴射される。その
結果、燃焼噴射ノズルより噴射された燃料は、まず孔か
ら噴射された燃焼空気と一次燃焼タイル内で撹拌混合さ
れて一次燃焼し、続いて流路より直接炉内に噴射された
燃焼空気と混合されて二次燃焼する。一方、他方の流路
より炉内排ガスが排気され、この排ガスの熱が蓄熱体に
回収される。次に、上記蓄熱再生式バーナは、上記一方
の流路より炉内排ガスを排気し、上記他方の流路から燃
焼空気を噴射する状態に切り換えられる。すなわち、そ
れぞれの切換弁を操作して、上記一方の流路は排ガス吸
引源に接続され、上記他方の流路が燃焼空気供給源に接
続される。これにより、上記他方の流路に供給された燃
焼空気は蓄熱体により予熱された後流路と孔より噴射さ
れ、燃料噴射ノズルより噴射された燃料がまず孔から噴
射された燃焼空気と一次燃焼し、続いて流路から噴射さ
れた燃焼空気と二次燃焼する。一方、上記一方の流路か
ら炉内排ガスが排気され、その熱が蓄熱体に回収されて
次に供給される燃焼空気の予熱に利用される。
【0013】
【実施例】以下、添付図面を参照して本考案にかかる蓄
熱再生式バーナの実施例について説明する。図1,2は
上記蓄熱再生式バーナ1(以下「バーナ1」という。)
を示し、このバーナ1の本体2は周知の耐火物で構成さ
れている。上記本体2の前面(炉内対向部)には凹状の
一次燃焼タイル3が形成され、この一次燃焼タイル3の
ほぼ中央に本体2の後面に通じるノズル挿入孔4が形成
され、このノズル挿入孔4に燃料噴射ノズル7が挿入さ
れている。また、本体2には、一次燃焼タイル3を挟ん
で前面と後面を連絡する流路5a,5bが形成され、こ
れら流路5a,5bと一次燃焼タイル3が複数の孔6a
…6a,6b…6bを介して連通されている。そして、
流路5a,5bには連結管8a,8bが接続され、この
連結管8a,8bにセラミックスペレットなどの通気性
の蓄熱体10a,10bをそれぞれ収容した蓄熱器9
a,9bが設けてある。なお、燃料噴射ノズル7はその
周囲を水冷壁で保護するのが好ましい。また、流路5
a,5bの吐出口形状は、図2に示す扇状に限らず矩形
としてもよい。
熱再生式バーナの実施例について説明する。図1,2は
上記蓄熱再生式バーナ1(以下「バーナ1」という。)
を示し、このバーナ1の本体2は周知の耐火物で構成さ
れている。上記本体2の前面(炉内対向部)には凹状の
一次燃焼タイル3が形成され、この一次燃焼タイル3の
ほぼ中央に本体2の後面に通じるノズル挿入孔4が形成
され、このノズル挿入孔4に燃料噴射ノズル7が挿入さ
れている。また、本体2には、一次燃焼タイル3を挟ん
で前面と後面を連絡する流路5a,5bが形成され、こ
れら流路5a,5bと一次燃焼タイル3が複数の孔6a
…6a,6b…6bを介して連通されている。そして、
流路5a,5bには連結管8a,8bが接続され、この
連結管8a,8bにセラミックスペレットなどの通気性
の蓄熱体10a,10bをそれぞれ収容した蓄熱器9
a,9bが設けてある。なお、燃料噴射ノズル7はその
周囲を水冷壁で保護するのが好ましい。また、流路5
a,5bの吐出口形状は、図2に示す扇状に限らず矩形
としてもよい。
【0014】上記構成を有するバーナ1は、一次燃焼タ
イル3を有する本体2の前面を炉内に向けて炉壁に取り
付けられ、図3に示すように配管が接続される。すなわ
ち、燃料噴射ノズル7は、遮断弁11と調節弁12を介
して燃料供給源13に接続される。流路5aの連結管8
aは、切換弁14aを介して燃焼空気供給源であるブロ
ア15に接続されると共に、切換弁16aを介して排ガ
ス吸引源であるファン17、さらに煙突18に接続され
る。同様に、流路5bの連結管8bは、切換弁14bを
介してブロア15に接続されると共に、切換弁16bを
介してファン17、さらに煙突18に接続される。
イル3を有する本体2の前面を炉内に向けて炉壁に取り
付けられ、図3に示すように配管が接続される。すなわ
ち、燃料噴射ノズル7は、遮断弁11と調節弁12を介
して燃料供給源13に接続される。流路5aの連結管8
aは、切換弁14aを介して燃焼空気供給源であるブロ
ア15に接続されると共に、切換弁16aを介して排ガ
ス吸引源であるファン17、さらに煙突18に接続され
る。同様に、流路5bの連結管8bは、切換弁14bを
介してブロア15に接続されると共に、切換弁16bを
介してファン17、さらに煙突18に接続される。
【0015】上記の通り配管接続されたバーナ1は、外
部制御信号に基づいて、下記する表1の運転モードM1
とM2を所定時間毎に交互に繰り返して運転される。
部制御信号に基づいて、下記する表1の運転モードM1
とM2を所定時間毎に交互に繰り返して運転される。
【表1】
【0016】なお、上記運転モードM1,M2の切換時
間は、蓄熱体10a,10bの蓄熱能力、空気予熱能力
などを考慮して、最も効率的な燃焼が得られるように設
定される。また、燃料系の遮断弁11はいずれの運転モ
ードにあっても開状態が維持される。ただし、上記遮断
弁11は、それぞれの運転モードが終了する直前に閉じ
られ、次のモードに移行して燃焼空気が流路5a,5b
の吐出口に到達するまで閉状態に維持される。
間は、蓄熱体10a,10bの蓄熱能力、空気予熱能力
などを考慮して、最も効率的な燃焼が得られるように設
定される。また、燃料系の遮断弁11はいずれの運転モ
ードにあっても開状態が維持される。ただし、上記遮断
弁11は、それぞれの運転モードが終了する直前に閉じ
られ、次のモードに移行して燃焼空気が流路5a,5b
の吐出口に到達するまで閉状態に維持される。
【0017】バーナ1の燃焼動作について詳細に説明す
る。いま、運転モードM1に設定されている場合、燃料
ノズル9には燃料供給源13より燃料ガスが供給され
る。また、切換弁14a,16bが開状態、切換弁14
b,16aが閉状態に設定され、ブロア15の駆動に基
づいて燃焼空気が流路5aに供給され、ファン17の駆
動に基づいて炉内排ガスが流路5bより吸引される。こ
れにより、流路5aに供給された燃焼空気は炉内に吐出
されるとともに、その一部が一次空気として孔6aより
一次燃焼タイル3に噴射され、この一次燃焼タイル3に
噴射された燃焼空気が燃料噴射ノズル7から噴射された
燃料ガスに拡散混合されて一次燃焼され、続いて流路5
aから二次空気として直接炉内に噴射された燃焼空気が
未燃の燃焼ガスに接触混合されて二次燃焼される。すな
わち、燃料ガスは一次空気と二次空気によって2段燃焼
され、NOxの低減が図られる。一方、流路5bから吸
引された炉内排ガスは、蓄熱器9bを通過する際に蓄熱
体10bに熱が奪われ、この蓄熱体10bに蓄積された
熱が次の運転モードM2の際に燃焼空気の予熱に利用さ
れる。
る。いま、運転モードM1に設定されている場合、燃料
ノズル9には燃料供給源13より燃料ガスが供給され
る。また、切換弁14a,16bが開状態、切換弁14
b,16aが閉状態に設定され、ブロア15の駆動に基
づいて燃焼空気が流路5aに供給され、ファン17の駆
動に基づいて炉内排ガスが流路5bより吸引される。こ
れにより、流路5aに供給された燃焼空気は炉内に吐出
されるとともに、その一部が一次空気として孔6aより
一次燃焼タイル3に噴射され、この一次燃焼タイル3に
噴射された燃焼空気が燃料噴射ノズル7から噴射された
燃料ガスに拡散混合されて一次燃焼され、続いて流路5
aから二次空気として直接炉内に噴射された燃焼空気が
未燃の燃焼ガスに接触混合されて二次燃焼される。すな
わち、燃料ガスは一次空気と二次空気によって2段燃焼
され、NOxの低減が図られる。一方、流路5bから吸
引された炉内排ガスは、蓄熱器9bを通過する際に蓄熱
体10bに熱が奪われ、この蓄熱体10bに蓄積された
熱が次の運転モードM2の際に燃焼空気の予熱に利用さ
れる。
【0018】次に、運転モードM1が終了すると運転モ
ードM2に移り、切換弁14a,16bが開状態、切換
弁14b,16aが開状態に切り換えられ、流路5bに
燃焼空気が供給され、流路5aより炉内排ガスが吸引さ
れる。なお、遮断弁11は、運転モードM1が終了する
直前に閉状態に切り換えられて燃料ガスの供給を停止
し、運転モードM2に切り換えられて流路5bからの燃
焼空気の噴射が開始されると同時に再び開状態に切り換
えられる。この遮断弁11の開閉動作は、運転モードの
切換に連動して上記タイミングで行われるように、タイ
マで制御するのが好ましい。そして、流路5bに供給さ
れた燃焼空気は、まず蓄熱器9bを通過する際に蓄熱体
10bに蓄積された熱により予熱され、孔6bから一次
空気が一次燃焼タイル3に噴射されて燃焼ガスと拡散混
合されて一次燃焼され、その後流路5bから直接炉内に
噴射された二次空気が未燃の燃焼ガスと二次燃焼され
る。また、流路5aから吸引された炉内排ガスは、蓄熱
器9aを通過する際に蓄熱体10aに熱が奪われ、その
熱が運転モードM1の際に燃焼空気の予熱に利用され
る。
ードM2に移り、切換弁14a,16bが開状態、切換
弁14b,16aが開状態に切り換えられ、流路5bに
燃焼空気が供給され、流路5aより炉内排ガスが吸引さ
れる。なお、遮断弁11は、運転モードM1が終了する
直前に閉状態に切り換えられて燃料ガスの供給を停止
し、運転モードM2に切り換えられて流路5bからの燃
焼空気の噴射が開始されると同時に再び開状態に切り換
えられる。この遮断弁11の開閉動作は、運転モードの
切換に連動して上記タイミングで行われるように、タイ
マで制御するのが好ましい。そして、流路5bに供給さ
れた燃焼空気は、まず蓄熱器9bを通過する際に蓄熱体
10bに蓄積された熱により予熱され、孔6bから一次
空気が一次燃焼タイル3に噴射されて燃焼ガスと拡散混
合されて一次燃焼され、その後流路5bから直接炉内に
噴射された二次空気が未燃の燃焼ガスと二次燃焼され
る。また、流路5aから吸引された炉内排ガスは、蓄熱
器9aを通過する際に蓄熱体10aに熱が奪われ、その
熱が運転モードM1の際に燃焼空気の予熱に利用され
る。
【0019】続いて、運転モードM2が終了すると運転
モードM1に移る。また、遮断弁11は、運転モードM
2が終了する直前に閉状態に切り換えられて燃料ガスの
供給を停止し、運転モードM1に切り換えられて流路5
aからの燃焼空気の噴射が開始されると同時に再び開状
態に切り換えられる。
モードM1に移る。また、遮断弁11は、運転モードM
2が終了する直前に閉状態に切り換えられて燃料ガスの
供給を停止し、運転モードM1に切り換えられて流路5
aからの燃焼空気の噴射が開始されると同時に再び開状
態に切り換えられる。
【0020】このように、流路5aまたは5bに供給さ
れた燃焼空気の一部が一次燃焼タイル3に供給され、こ
こで燃料ガスと拡散混合されて一次燃焼された後、流路
5aまたは5bから直接噴射された燃焼空気が燃料ガス
と接触混合されて二次燃焼され、2段燃焼形態で燃焼が
継続する。また、燃料ガスと燃焼空気の接触混合面の反
対側では流路に吸引される炉内ガスが火炎に巻き込まれ
混合される。したがって、これらの混合作用によって、
炉内に供給される燃焼空気の温度が炉温(概ね流路5
a,5bに吸入される排ガスの温度に等しい。)の約9
0%程度(例えば、炉温が1300℃であれば1170
℃)になっても燃焼は緩やかに継続される。また、上記
混合作用によって、良好な低NOx性能を得ることがで
きる。なお、一次燃焼タイル3には燃焼排ガスの一部が
流入するが、その流速は孔6aまたは6bから一次燃焼
タイル3へ噴射される燃焼空気の流速に比べて格段と低
速であり、燃料ガスはすべて燃焼空気に誘引されて炉内
に向かい、孔6aまたは6bを介して流路5aまたは5
bに侵入することはない。
れた燃焼空気の一部が一次燃焼タイル3に供給され、こ
こで燃料ガスと拡散混合されて一次燃焼された後、流路
5aまたは5bから直接噴射された燃焼空気が燃料ガス
と接触混合されて二次燃焼され、2段燃焼形態で燃焼が
継続する。また、燃料ガスと燃焼空気の接触混合面の反
対側では流路に吸引される炉内ガスが火炎に巻き込まれ
混合される。したがって、これらの混合作用によって、
炉内に供給される燃焼空気の温度が炉温(概ね流路5
a,5bに吸入される排ガスの温度に等しい。)の約9
0%程度(例えば、炉温が1300℃であれば1170
℃)になっても燃焼は緩やかに継続される。また、上記
混合作用によって、良好な低NOx性能を得ることがで
きる。なお、一次燃焼タイル3には燃焼排ガスの一部が
流入するが、その流速は孔6aまたは6bから一次燃焼
タイル3へ噴射される燃焼空気の流速に比べて格段と低
速であり、燃料ガスはすべて燃焼空気に誘引されて炉内
に向かい、孔6aまたは6bを介して流路5aまたは5
bに侵入することはない。
【0021】図4,5は別の形態の蓄熱再生式バーナシ
ステムを示す。このバーナシステムでは、蓄熱体10
a,10bが流路5a,5bにそれぞれ内蔵されてい
る。したがって、ここでは第1実施例に示した連結管8
a,8bが不要となる。それ以外の構成は第1実施例と
同一であるので説明を省略する。
ステムを示す。このバーナシステムでは、蓄熱体10
a,10bが流路5a,5bにそれぞれ内蔵されてい
る。したがって、ここでは第1実施例に示した連結管8
a,8bが不要となる。それ以外の構成は第1実施例と
同一であるので説明を省略する。
【0022】上記蓄熱式燃焼装置をウォーキングビーム
式加熱炉に適用した例を図6に示す。この図に示すウォ
ーキングビーム式加熱炉25では、炉床壁26を貫通す
る複数の可動ポスト27と、これら可動ポスト27を連
結したスキッドパイプ28でウォーキングビーム29が
構成されており、上記可動ポスト27が矢印Xで示す矩
形運動を行うことにより加熱材料Mが矢印Y方向に搬送
される。また、上記ウォーキングビーム式加熱炉25で
は、炉側壁30と、天井壁31の一部を下方に折り曲げ
て形成された材料搬送方向とほぼ鉛直をなす垂直壁32
とに、上記バーナ1が取り付けられている。したがっ
て、このウォーキングビーム式加熱炉25では、炉内で
形成される火炎は熱放散したのちバーナ1の流路に還流
される。したがって、燃焼排ガスが炉の出口に向かって
一様に流動するようにした従来のウォーキングビーム式
加熱炉に比べて、熱風ダクトや排ガスダクトを特別に設
ける必要がなく、スペースの効率化、コストの低減を図
ることができる。同様の効果が、加熱炉25の下部帯の
側壁にバーナ1を取付けた場合にも得られる。
式加熱炉に適用した例を図6に示す。この図に示すウォ
ーキングビーム式加熱炉25では、炉床壁26を貫通す
る複数の可動ポスト27と、これら可動ポスト27を連
結したスキッドパイプ28でウォーキングビーム29が
構成されており、上記可動ポスト27が矢印Xで示す矩
形運動を行うことにより加熱材料Mが矢印Y方向に搬送
される。また、上記ウォーキングビーム式加熱炉25で
は、炉側壁30と、天井壁31の一部を下方に折り曲げ
て形成された材料搬送方向とほぼ鉛直をなす垂直壁32
とに、上記バーナ1が取り付けられている。したがっ
て、このウォーキングビーム式加熱炉25では、炉内で
形成される火炎は熱放散したのちバーナ1の流路に還流
される。したがって、燃焼排ガスが炉の出口に向かって
一様に流動するようにした従来のウォーキングビーム式
加熱炉に比べて、熱風ダクトや排ガスダクトを特別に設
ける必要がなく、スペースの効率化、コストの低減を図
ることができる。同様の効果が、加熱炉25の下部帯の
側壁にバーナ1を取付けた場合にも得られる。
【0023】
【考案の効果】以上の説明で明らかなように、本考案に
かかる蓄熱再生式バーナは、一台で同時に燃焼用空気の
供給と排ガスの排気を行うことができるので、所定の入
熱を確保するために必要なバーナの台数が従来の蓄熱バ
ーナに比べて半減するとともに、それによって炉の所要
スペースが減少し、炉への入熱密度が高くなる。
かかる蓄熱再生式バーナは、一台で同時に燃焼用空気の
供給と排ガスの排気を行うことができるので、所定の入
熱を確保するために必要なバーナの台数が従来の蓄熱バ
ーナに比べて半減するとともに、それによって炉の所要
スペースが減少し、炉への入熱密度が高くなる。
【0024】また、従来の2台1組で使用される蓄熱バ
ーナでは、開閉を繰り返す切換弁が、各組毎に燃料系に
2個、燃焼用空気供給系に2個、さらに排ガス系に2
個、合計6個必要であった。しかし、本願のバーナで
は、燃料供給系に切換弁が1個、燃焼用空気供給系と排
ガス系にそれぞれ2個、合計5個で足りる。したがっ
て、配管と制御系が簡素化され、切換弁の誤動作に起因
する事故の発生率が著しく低くなり、長期の使用に対し
ても安全性、信頼性が高くなる。
ーナでは、開閉を繰り返す切換弁が、各組毎に燃料系に
2個、燃焼用空気供給系に2個、さらに排ガス系に2
個、合計6個必要であった。しかし、本願のバーナで
は、燃料供給系に切換弁が1個、燃焼用空気供給系と排
ガス系にそれぞれ2個、合計5個で足りる。したがっ
て、配管と制御系が簡素化され、切換弁の誤動作に起因
する事故の発生率が著しく低くなり、長期の使用に対し
ても安全性、信頼性が高くなる。
【0025】さらに、流路と燃料ガスの供給経路が完全
に分離されているので、燃焼用空気や排ガスの切換弁が
誤動作したり、燃料の漏洩があっても、燃料が排ガスラ
インに逆流して爆発するということもなく、安全性が向
上する。
に分離されているので、燃焼用空気や排ガスの切換弁が
誤動作したり、燃料の漏洩があっても、燃料が排ガスラ
インに逆流して爆発するということもなく、安全性が向
上する。
【0026】さらにまた、従来の蓄熱バーナでは、2台
1組の蓄熱バーナに2つの火炎監視装置が必要であった
が、本考案のバーナでは、台数の減少した分だけ火炎監
視装置が不要となる。
1組の蓄熱バーナに2つの火炎監視装置が必要であった
が、本考案のバーナでは、台数の減少した分だけ火炎監
視装置が不要となる。
【0027】そしてまた、一次燃焼タイルに噴射される
燃焼空気と流路から噴射される燃焼空気によって2段燃
焼の形態で燃焼が継続されるとともに、火炎近傍で高温
排ガスが吸入され、この吸入排ガスが火炎および燃焼用
空気に混合されるので、これらの混合作用によって、炉
内に供給される燃焼用空気の温度が高くなっても適正な
火炎温度が維持され、低NOx性能を確保することがで
きる。
燃焼空気と流路から噴射される燃焼空気によって2段燃
焼の形態で燃焼が継続されるとともに、火炎近傍で高温
排ガスが吸入され、この吸入排ガスが火炎および燃焼用
空気に混合されるので、これらの混合作用によって、炉
内に供給される燃焼用空気の温度が高くなっても適正な
火炎温度が維持され、低NOx性能を確保することがで
きる。
【図1】 蓄熱再生式バーナの縦断面図である。
【図2】 蓄熱再生式バーナの正面図である。
【図3】 蓄熱再生式バーナの配管図である。
【図4】 ウォーキングビーム式加熱炉の部分断面図で
ある。
ある。
【図5】 他の実施例に係る畜熱再生式バーナの縦断面
図である。
図である。
【図6】 他の実施例に係る畜熱再生式バーナの正面図
である。
である。
【図7】 従来の蓄熱バーナの縦断面図である。
【図8】 従来の蓄熱バーナの配管図である。
1…バーナ、2…バーナ本体、3…一次燃焼タイル、5
a,5b…流路、6a,6b…孔、7…燃料噴射ノズ
ル、8a,8b…連結管、9a,9b…蓄熱器、10
a,10b…蓄熱体。
a,5b…流路、6a,6b…孔、7…燃料噴射ノズ
ル、8a,8b…連結管、9a,9b…蓄熱器、10
a,10b…蓄熱体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 嶋田 利生 大阪府大阪市西区京町堀2丁目4番7号 中外炉工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−11121(JP,A) 特開 平5−256423(JP,A) 特開 平1−222102(JP,A) 特開 昭64−75815(JP,A) 特開 昭63−159622(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】 バーナ本体に、前面に位置させた凹状の
一次燃焼タイルと、この一次燃焼タイルを挾んで前面に
開口した2つの流路と、これら流路と上記一次燃焼タイ
ルを連通する孔を設け、上記一次燃焼タイルの中央部に
燃料噴射ノズルを配置し、上記2つの流路をそれぞれ蓄
熱体を有する連結管に接続したことを特徴とする蓄熱再
生式バーナ。 - 【請求項2】 バーナ本体に、前面に位置させた凹状の
一次燃焼タイルと、この一次燃焼タイルを挾んで前面に
開口した2つの流路と、これら流路と上記一次燃焼タイ
ルを連通する孔を設け、上記一次燃焼タイルの中央部に
燃料噴射ノズルを配置し、上記2つの流路にそれぞれ蓄
熱体を内蔵させたことを特徴とする蓄熱再生式バーナ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1992082494U JP2571556Y2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 蓄熱再生式バーナ |
TW082109935A TW249837B (en) | 1992-11-30 | 1993-11-25 | Waste-heat-recycling-type burner |
KR1019930025802A KR0157335B1 (ko) | 1992-11-30 | 1993-11-30 | 축열재생식 버어너 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1992082494U JP2571556Y2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 蓄熱再生式バーナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0646138U JPH0646138U (ja) | 1994-06-24 |
JP2571556Y2 true JP2571556Y2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=13776051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1992082494U Expired - Lifetime JP2571556Y2 (ja) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | 蓄熱再生式バーナ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2571556Y2 (ja) |
KR (1) | KR0157335B1 (ja) |
TW (1) | TW249837B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3960444B2 (ja) * | 1998-08-28 | 2007-08-15 | 東京瓦斯株式会社 | 蓄熱燃焼装置 |
KR100481369B1 (ko) * | 2000-03-13 | 2005-04-07 | 주식회사 포스코 | 축열식 버너장치 |
KR100583818B1 (ko) * | 2004-09-30 | 2006-05-26 | 한국에너지기술연구원 | 단일 헤드형 자기 축열 버너 |
JP5752156B2 (ja) * | 2013-01-29 | 2015-07-22 | 中外炉工業株式会社 | 燃焼装置の燃焼制御方法 |
-
1992
- 1992-11-30 JP JP1992082494U patent/JP2571556Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-11-25 TW TW082109935A patent/TW249837B/zh not_active IP Right Cessation
- 1993-11-30 KR KR1019930025802A patent/KR0157335B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR0157335B1 (ko) | 1998-11-16 |
JPH0646138U (ja) | 1994-06-24 |
KR940011852A (ko) | 1994-06-22 |
TW249837B (en) | 1995-06-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
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EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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