JP4516873B2

JP4516873B2 - 加熱炉用の燃焼装置

Info

Publication number: JP4516873B2
Application number: JP2005092234A
Authority: JP
Inventors: 誠平野; 仁司井上
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: JP2006275334A

Description

本発明は、加熱炉横側部から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部と、前記加熱炉横側部における前記酸素含有ガス供給部の酸素含有ガス供給箇所と異なる箇所から、前記酸素含有ガスが供給されている炉内燃焼域に向けてガス燃料を噴出する燃料噴出部とが設けられた加熱炉用の燃焼装置に関する。

かかる加熱炉用の燃焼装置（以下、単に燃焼装置と称する場合がある）は、酸素含有ガス供給部により、加熱炉横側部から炉内に酸素含有ガスを供給し、燃料噴出部により、加熱炉横側部における酸素含有ガス供給部の酸素含有ガス供給箇所と異なる箇所から、酸素含有ガスが供給されている炉内燃焼域（以下、単に炉内燃焼域と称する場合がある）に向けてガス燃料を噴出して、ガス燃料と酸素含有ガスとを炉内で接触させて燃焼させるように構成したものである。
このような燃焼装置において、従来では、燃料噴出部として、酸素含有ガス供給部からの燃焼用酸素含有ガスの流動方向に沿わせてガス燃料を噴出する直進状噴出路と、その直進状噴出路の側方に位置して外方に向けてガス燃料を噴出する複数の拡散状噴出路とを備えて構成し、直進状噴出路から燃焼用酸素含有ガスの流動方向に沿わせてガス燃料を噴出し、拡散状噴出路から外方に向けてガス燃料を噴出して、ガス燃料を先広がり状に噴出して燃焼させるようになっているものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−３０１３６９号公報

かかる燃焼装置では、加熱対象物の種類や量に応じて、燃料噴出部から噴出されるガス燃料の量を調節して火炎の長さを異ならせることにより、炉内の温度分布を変更する必要がある。

しかし、上記従来の燃焼装置では、燃料噴出部として直進状噴出路と拡散状噴出路とを備えており、火炎の長さを短くするために燃料噴出部から噴出されるガス燃料の量を少なくすると、直進状噴出路から噴出されるガス燃料が少なくなって火炎の長さを短くすることができるが、拡散状噴出路から噴出されるガス燃料も少なくなって火炎の幅は小さくなり、また、火炎の長さを長くするために燃料噴出部から噴出されるガス燃料の量を多くすると、直進状噴出路から噴出されるガス燃料が多くなって火炎の長さを長くすることができるが、拡散状噴出路から噴出されるガス燃料も多くなって火炎の幅は大きくなる。
つまり、燃料噴出部に供給するガス燃料量の調節により、火炎の長さを変更するに伴って、それに比例して火炎の横幅も変更されるので、つまり、火炎の長さが長くなるように変更した際には火炎の横幅が大きくなり過ぎて火炎が炉壁に接触し易くなり、また、火炎の長さが短くなるように変更した際には横幅が小さくなるために炉内燃焼域を横幅方向に部分的にしか加熱することができないものとなり、火炎の長さを変更した際に火炎の横幅を適正な大きさに維持させることができないものであった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、火炎の長さを変更しても火炎の幅を適正な大きさに維持することができる加熱炉用の燃焼装置を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第１特徴構成は、加熱炉横側部から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部と、前記加熱炉横側部における前記酸素含有ガス供給部の酸素含有ガス供給箇所と異なる箇所から、前記酸素含有ガスが供給されている炉内燃焼域に向けてガス燃料を噴出する燃料噴出部とが設けられた加熱炉用の燃焼装置において、
前記燃料噴出部として、前記酸素含有ガス供給部からの燃焼用酸素含有ガスの流動方向に沿わせてガス燃料を噴出する直進状噴出路と、その直進状噴出路の側方に位置して外側方に向けてガス燃料を噴出する複数の拡散状噴出路とを備えて構成され、前記直進状噴出路からのガス燃料の噴出量と前記複数の拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を調節する燃料噴出比率調節手段が設けられている点にある。

つまり、噴出量比調節手段により、直進状噴出路からのガス燃料の噴出量が、複数の拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量よりも小さくなるように調整すると、直進状噴出路からのガス燃料の噴出量が少なくなって火炎の長さが短くなり、複数の拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量は多くなって火炎の幅が大きくなる。
また、噴出量比調節手段により、直進状噴出路からのガス燃料の噴出量が、複数の拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量よりも大きくなるように調整すると、直進状噴出路からのガス燃料の噴出量が多くなって火炎の長さが長くなり、複数の拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量が少なくなって火炎の幅が小さくなる。

従って、火炎の長さを長くするときは、燃料噴出部に供給するガス燃料量を多くするように調節するのに加えて、直進状噴出路からのガス燃料の噴出量に対する複数の拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量の比率を小さくすることによって、火炎の幅を火炎の長さの割には小さくすることができ、また、火炎の長さを短くするときは、燃料噴出部に供給するガス燃料量を少なくするように調節するのに加えて、直進状噴出路からのガス燃料の噴出量に対する複数の拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量の比率を大きくすることによって、火炎の幅を火炎の長さの割には大きくすることができ、もって、火炎の長さを変更しても火炎の幅を適正な大きさに維持することができる加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。

本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第２特徴構成は、第１特徴構成において、前記酸素含有ガス供給部が、加熱対象物の上方に向けて、横幅がある流動状態で燃焼用酸素含有ガスを供給するように構成され、前記拡散状噴出路が、前記直進状噴出路の両横側方に位置して横外側方に向けてガス燃料を噴出するように構成されている点にある。

すなわち、直進状噴出路とその両横側方に位置する拡散状噴出路とで、ガス燃料が平面視にて放射状に噴出されて炉内燃焼域の横幅方向の全幅又は略全幅に亘るように拡がる扇形状の火炎が形成されることになって、炉内の温度分布を均一化することが可能になる。

本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成において、前記直進状噴出路及び前記拡散状噴出路の夫々が、噴出路の長さが噴出路の直径の２倍以上になるように形成されている点にある。

すなわち、直進状噴出路及び拡散状噴出路の長さを噴出路の直径の２倍以上になるように形成することにより、直進性良くガス燃料が噴出されるので、炉内燃焼域の全幅又は略全幅に亘るように拡がる扇形状の火炎が安定した形状にて形成される。
つまり、直進状噴出路や拡散状噴出路を形成するにしても、その噴出路の直径に対する噴出路の長さの比率が小さくなるほど噴出路からのガス燃料噴出の直進性が低下するので、前記比率が小さくなり過ぎると、火炎形状を安定化させる上で好ましくなく、噴出路を前記比率が２以上になるように形成すると、直進性を効果的に与えた状態でガス燃料を噴出することが可能となり、火炎の形状を安定化することが可能になる。

本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成のいずれか１つにおいて、前記直進状噴出路が、外筒状体と内筒状体とを外筒状体の先端が内筒状体の先端よりも突出する状態で同軸心状に備えて、前記内筒状体の筒内にて中央直進状噴出路を形成し且つ内筒状体と外筒状体との間に環状の周囲直進状噴出路を形成するように構成され、前記内筒状体の外周面及び前記外筒状体の内周面夫々の前記周囲直進状噴出路の先端側を形成する部分が先端側ほど小径となる先細り状に形成されて、前記周囲直進状噴出路の先端側が、ガス燃料を内筒状体の外周側から軸心側に向けて収束するように噴出する収束噴出路部分に構成され、前記外筒状体における前記内筒状体からの突出部分の内周面が、前記収束噴出路部分の先端の環状の周囲噴出口の外周縁からその外周縁と同径又は略同径にて前方に延びて、前記中央直進状噴出路及び前記周囲直進状噴出路から噴出されるガス燃料を案内する筒状の案内面となるように構成されている点にある。

すなわち、中央直進状噴出路から、燃料噴出部の軸心に沿って真っ直ぐにガス燃料が噴出され、周囲直進状噴出路の先端側の収束噴出路部分から、ガス燃料が燃料噴出部の軸心側に向けて収束するようにガス燃料が噴出され、そのように中央直進状噴出路及び周囲直進状噴出路から噴出されたガス燃料が、筒状の案内面にて案内される。
つまり、収束噴出路部分からは、中央直進状噴出路から真っ直ぐに噴出されるガス燃料流に向かって収束するようにガス燃料が噴出され、しかも、筒状の案内面が、収束噴出路部分の先端の環状の周囲直進状噴出路の外周縁からその外周縁と同径又は略同径にて前方に延びるように設けられていて、その筒状の案内面にて、中央直進状噴出路及び収束噴出路部分から噴出されるガス燃料の広がりが規制されながら前方に向かって流れるように案内されて、収束噴出路部分から噴出されるガス燃料が中央直進状噴出路から噴出されるガス燃料流に向かって収束するのが助長されることになるので、直進状噴出路からは、全体として広がりが抑制されながら勢い良くガス燃料が噴出されることになり、火腰の強い火炎が形成される。

本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第５特徴構成は、第４特徴構成において、前記燃料噴出比率調節手段が、前記中央直進状噴出路からのガス燃料の噴出量と前記周囲直進状噴出路からのガス燃料の噴出量と前記拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を調節するように構成されている点にある。

すなわち、噴出量比調節手段により、中央直進状噴出路からのガス燃料の噴出量と周囲直進状噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を調節することにより、火炎の長さを変更することができる。
つまり、燃料噴出部に供給するガス燃料量を少なくして火炎の長さを短くするときには、中央直進状噴出路からの噴出量を多くするように調整すると、中央直進状噴出路からのガス燃料の噴出速度が速くなって、エジェクタ作用による燃焼用酸素含有ガスの吸引が促進されるので、火炎の長さを短くするのに好都合となり、逆に、燃料噴出部に供給するガス燃料量を多くして、火炎の長さを長くするときには、中央直進状噴出路からの噴出量を少なくするように調整すると、エジェクタ作用が弱まって燃焼用酸素含有ガスの吸引が弱まるので、火炎の長さを長くするのに好都合となる。
ちなみに、中央直進状噴出路からの噴出量が多くなり過ぎて、中央直進状噴出路からのガス燃料の噴出速度が速くなり過ぎると、ＮＯｘの発生量が多くなるので、噴出量比調節手段による火炎の長さ調節範囲は、ＮＯｘの発生量が多くなり過ぎないような狭い範囲に規制するようにし、広い範囲での火炎の長さの調節は、燃料噴出部を収束噴出路部分の内向き角度が異なるものに変更することにより対応するのが好ましい。
従って、ＮＯｘの発生を抑制しながら、火炎の長さを適切に調節することができるようになった。

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１及び図２に示すように、ガラス溶解炉は、炉本体１内の下部に平面視で矩形状の溶解槽２を備え、その溶解槽２の一側縁側の燃焼装置設置用の炉壁４に、その燃焼装置設置用の炉壁４に対向する炉壁４に向ける状態で炉内３にガス燃料Ｇを噴出して溶解槽２の上方に火炎Ｆを形成すべく燃焼装置を設けるように構成してある。

前記燃焼装置設置用の炉壁４の横方向一端に連なる炉壁４における燃焼装置設置側の端部には、ガラス原料を前記燃焼装置からのガス燃料噴出方向と略直交する方向に供給する投入口４ｉを設け、前記燃焼装置設置用の炉壁４に対向する炉壁４の外部に作業槽９を設けると共に、その作業槽９と溶解槽２との間の炉壁４に、溶解槽２と作業槽９とを連通させる開口部４ｅを溶解槽２の炉床部に位置させて形成して、所謂、エンドポート式に構成してある。
つまり、前記燃焼装置にて形成される火炎Ｆにて溶解槽２のガラス原料を溶融させ、投入口４ｉからガラス原料を溶解槽２に投入して、そのガラス原料を開口部４ｅ側に向かって蛇行状に流動させながら溶融させ、炉床部の開口部４ｅを通じて、清浄な溶融ガラスを作業槽９に導くように構成してある。

前記燃焼装置について説明を加えると、前記燃焼装置は、前記燃焼装置設置用の炉壁４に左右に並べて設ける一対の燃焼部を備えて構成して、それら一対の燃焼部を一定時間（例えば、約１５〜３０分）毎に交互に燃焼させる、所謂交番燃焼を行わせるようにしてある。
前記一対の燃焼部夫々は、燃焼装置設置用の炉壁４に形成した空気口５を通して炉内３に燃焼用酸素含有ガスとしての燃焼用空気Ａを供給する酸素含有ガス供給部としての１個の空気供給路６と、空気口５とは異なる箇所から、前記燃焼用空気Ａが供給されている炉内燃焼域Ｓに向けてガス燃料Ｇを噴射する１個のガスバーナＢとを備えて構成してある。尚、前記燃焼装置設置用の炉壁４が前記加熱炉横側部に相当し、前記空気口５が、前記空気供給部の酸素含有ガス供給箇所に相当する。

そして、前記空気供給路６を、加熱対象物としての溶解槽２の上方に向けて、斜め下向きに横幅がある流動状態で燃焼用空気Ａを供給するように構成し、ガスバーナＢを、空気口５の下方から炉内燃焼域Ｓに向けてガス燃料Ｇを供給するように構成して、所謂、アンダーポート式に構成し、更には、前記空気供給路６に連通し且つ蓄熱材を備えた１個の蓄熱室８を備えて、蓄熱式に構成してある。

前記一対の燃焼部のガスバーナＢは、前記一定時間毎に交互に、ガス燃料Ｇを噴出する噴出状態と、ガス燃料Ｇの噴出を停止する噴出停止状態とに切り換えるように構成し、前記一対の燃焼部の空気供給路６は、前記噴出状態のガスバーナＢの方の燃焼部の空気供給路６を通じて、前記蓄熱室８を通って前記蓄熱材にて高温（１０００〜１２００°Ｃ程度）に予熱された燃焼用空気Ａが前記空気口５から炉内３に供給される給気状態と、前記噴出停止状態のガスバーナＢの方の燃焼部の空気供給路６を通じて、前記空気口５から炉内３の燃焼排ガスＥが排出されると共にその燃焼排ガスＥの排熱を前記蓄熱材に蓄熱させる排気状態とに切り換えるように構成してある。
そして、前記一定時間毎に交互に、前記一対の燃焼部のガスバーナＢを前記噴出状態と噴出停止状態とに切り換え、且つ、前記一対の燃焼部の空気供給路６を前記排気状態と前記給気状態とに切り換えて、前述のように前記一対の燃焼部を交互に燃焼させるようにしてある。尚、図１及び図２は、右側の燃焼部が燃焼し、左側の燃焼部が消火している状態を示している。

図１に示すように、ガスバーナＢを、先端側から炉壁４に形成したバーナ挿通孔に挿入して配置し、ガスバーナＢの周囲と炉壁４との間の隙間を封止材２２にて封止して、ガスバーナＢの外周部を通じて外部から炉内３に空気が浸入するのを遮断するようにしてある。

以下、ガスバーナＢについて説明を加える。
図３に示すように、ガスバーナＢは、前記燃焼用空気Ａが供給されている炉内燃焼域Ｓに向けてガス燃料Ｇを噴射する燃料噴出部Ｂｎと、その燃料噴出部Ｂｎにガス燃料Ｇを供給する燃料供給部Ｂｓとを備えて構成し、燃料噴出部Ｂｎは燃料供給部Ｂｓに対して付け替え自在なように構成してある。そして、ガスバーナＢの燃料噴出部Ｂｎとして、前記空気供給路６からの燃焼用空気Ａの流動方向に沿わせてガス燃料Ｇを噴出する直進状噴出路２６と、その直進状噴出路２６の両横側方に位置して外側方に向けてガス燃料Ｇを噴出する複数の拡散状噴出路２７とを備えて構成されている。

直進状噴出路２６は、夫々円筒状の外筒状体１１と内筒状体１２とを外筒状体１１の先端が内筒状体１２の先端よりも突出し且つ内筒状体１２の後端が外筒状体１１の後端よりも突出する状態で同軸心状に備えて、前記内筒状体１２の筒内にて中央直進状噴出路１３を形成し且つ内筒状体１２と外筒状体１１との間に環状の周囲直進状噴出路１４を形成するように構成してある。
そして、内筒状体１２の外周面及び外筒状体１１の内周面夫々の周囲直進状噴出路１４の先端側を形成する部分１２ｇ、１１ｇを先端側ほど小径となる先細り状に形成して、周囲直進状噴出路１４の先端側を、ガス燃料Ｇを内筒状体１２の外周側から燃料噴出部Ｂｎの軸心Ｐ（同軸状態の外筒状体１１及び内筒状体１２の軸心に相当する）側に向けて収束するように噴出する収束噴出路部分１４ｇに構成し、外筒状体１１における内筒状体１２からの突出部分の内周面を、収束噴出路部分１４ｇの先端の環状の周囲噴出口１５の外周縁からその外周縁と同径にて前方に延びて、中央直進状噴出路１３及び周囲直進状噴出路１４から噴出されるガス燃料Ｇを案内する筒状の案内面１６となるように構成してある。
直進状噴出部２６における中央直進状噴出路１３は、その内周面が先端の中央噴出口１７と同径にて後方に延びて噴出されるガス燃料Ｇを案内するように構成してあり、中央直進状噴出路１３の長さが中央直進状噴出路１３の直径の２倍以上になるように形成してある。

図３に基づいて、内筒状体１２及び外筒状体１１夫々について説明を加える。
内筒状体１２の筒内部は、先端側の内径を後端側の内径よりも小さくし、その先端側に中央直進状噴出路１３に形成して、ガス燃料Ｇを後端側の大径部にて圧力をかけた状態で中央直進状噴出路１３を通じて先端の中央噴出口１７から噴出するように構成してある。又、内筒状体１２の外周面の先端側部分は、先端側ほど小径となる先細り状に形成して前述した先細り状部分１２ｇに構成してある。
外筒状体１１の内周面における軸心Ｐ方向の中間部分に、前述した先細り状部分１１ｇを形成し、その先細り状部分１１ｇの先端から先の内周面は、先細り状部分１１ｇの先端と同径で外筒状体１１の先端まで延びるように形成して、筒状の案内面１６を形成してある。

そして、内筒状体１２と外筒状体１１とを、内筒状体１２の先端と外筒状体１１の内周面の先細り状部分１１ｇの先端とが軸心Ｐ方向において同位置に位置する状態で且つ同軸状に配設した状態で、燃料供給部Ｂｓに接続するように構成して、内筒状体１２の筒内にて中央直進状噴出路１３を形成し、内筒状体１２と外筒状体１１との間に環状の周囲直進状噴出路１４を形成すると共に、内筒状体１２の外周面の先細り状部分１２ｇと外筒状体１１の内周面の先細り状部分１１ｇとの間に、周囲直進状噴出路１４の収束噴出路部分１４ｇに構成し、更に、収束噴出路部分１４ｇの先端の環状の周囲噴出口１５の外周縁からその外周縁と同径にて前方に延びる外筒状体１１の内周面を筒状の案内面１６に構成してある。

又、内筒状体１２の外周面の先細り状部分１２ｇ及び外筒状体１１の内周面の先細り状部分１１ｇは、それらの間の間隔が先端側ほど狭くなるように形成して、周囲直進状噴出路１４の収束噴出路部分１４ｇの流路横断面積が先端側ほど狭くなるように構成してある。そして、ガス燃料Ｇを収束噴出路部分１４ｇを通じて圧力をかけてその先端の周囲噴出口１５から勢い良く軸心Ｐ側に向かって収束して噴出するように構成してある。

図３に示すように、拡散状噴出路２７は拡散用ノズル２８に形成してあり、この拡散用ノズル２８は、拡散用ノズル２８の先端と外筒状体１１の先端とが軸心Ｐ方向において同位置に位置し且つ外筒状体１１と同軸心状となるように、拡散用ノズル２８の先端部を外筒状体の先端部に外嵌し、拡散用ノズル２８の後端部を燃料供給部Ｂｓに接続するように構成してある。
そして、図４に示すように、拡散用ノズル２８の拡散状噴出路２７は、拡散用ノズル２８を燃料供給部Ｂｓに接続した状態において、前記直進状噴出路２６の両横側方の夫々に上下方向に２つ並ぶように計４つ形成してあり、複数の拡散状噴出路２７の夫々は、火炎Ｆの上下方向の広がりを抑制しながら横幅の広い扇形状の火炎Ｆを形成するために、側面視ではガス燃料Ｇを燃料噴出部Ｂｎの軸心Ｐに沿って噴出し、平面視ではガス燃料Ｇを燃料噴出部Ｂｎの軸心Ｐから横外側方に離れる側に向けて噴出するようにして、横外側に向けてガス燃料Ｇを噴出するように構成してある。
また、複数の拡散状噴出路２７の夫々は、先端の中央噴出口１７と同径にて後方に延びて噴出されるガス燃料Ｇを案内するように構成してあり、拡散状噴出路２７の長さが拡散状噴出路２７の直径の２倍以上になるように形成している。

図３に示すように、ガスバーナＢの燃料供給部Ｂｓは、夫々円筒状の拡散用供給筒２９と外供給筒１８と内供給筒１９とを、外供給筒１８の先端が内供給筒１９の先端よりも突出し、拡散用供給筒２９の先端が外供給筒１８の先端より突出する状態で、且つ、内供給筒１９の後端が外供給筒１８の後端よりも突出し、外供給筒１８の後端が拡散用供給筒２９の後端より突出する状態で同軸心状に組み付け、外供給筒１８並びに拡散用供給筒２９の後端開口部を環状の蓋板２０にて閉じ、外供給筒１８並びに拡散用供給筒２９にその内部に連通する状態で接続管２１を接続して構成してある。

外供給筒１８の先端には、外筒状体１１の後端に形成した雌ネジ部１１ｓに螺合する雄ネジ部１８ｓを形成し、内供給筒１９の先端には、内筒状体１２の後端に形成した雌ネジ部１２ｓに螺合する雄ネジ部１９ｓを形成し、拡散用供給筒２９の先端には、拡散用ノズル２８の後端に形成した雌ネジ部２８ｓに螺合する雄ネジ部２９ａを形成してある。
そして、燃料供給部Ｂｓの内供給筒１９の先端に前記燃料噴出部Ｂｎの内筒状体１２の後端を螺合し、燃料供給部Ｂｓの外供給筒１８の先端に前記燃料噴出部Ｂｎの外筒状体１１の後端を螺合し、拡散用供給筒２９の先端に前記燃料噴出部Ｂｎの拡散用ノズル２８の後端を螺合すると、内筒状体１２と外筒状体１１と拡散用ノズル２８とが上述した如き位置関係に配設された状態で、燃料供給部Ｂｓに燃料噴出部Ｂｎを取り付けられるように構成してある。尚、拡散用供給筒２９を軸心Ｐに沿って２分割に構成しており、互いに螺合により取り付けられるように構成してある。

燃料噴出部Ｂｎとして、収束噴出路部分１４ｇの噴出方向の軸心Ｐに傾く角度、即ち、内向き角度αが異なるように複数種の外筒状体１１と内筒状体１２とが用意されており、複数種の外筒状体１１と内筒状体１２から選択して燃料供給部Ｂｓに取り付けるようになっている。
また、燃料噴出部Ｂｎとして、拡散状噴出路２７の噴出方向の軸心Ｐに傾く角度、即ち、外向き角度βが異なるように複数種の拡散用ノズル２８が用意されており、複数種の拡散用ノズル２８から選択して燃料供給部Ｂｓに取り付けるようになっている。

都市ガス等のガス燃料Ｇを供給するガス供給管２３から分岐した３本の分岐管２３ｂの１つを燃料供給部Ｂｓの内供給筒１９に接続し、もう１つを燃料供給部Ｂｓの外供給筒１８の接続管２１に接続し、残りを燃料供給部Ｂｓの拡散用供給筒２９の接続管２１に接続してあり、内供給筒１９に接続した分岐管２３ｂに調節弁２４を設け、外供給筒１８の接続管２１に接続した分岐管２３ｂに周囲用の調節弁２４を設け、拡散用供給筒２９の接続管２１に接続した分岐管２３ｂに拡散用の調節弁２４を設けて、分岐管２３ｂの夫々にガス燃料Ｇの流量を調節する調節弁２４を設けてある。
そして、燃料噴出部Ｂｎの中央直進状噴出路１３には燃料供給部Ｂｓの内供給筒１９の筒内流路を通じて、燃料噴出部Ｂｎの周囲直進状噴出路１４には燃料供給部Ｂｓの外供給筒１８と内供給筒１９との間の環状の流路を通じて、燃料噴出部Ｂｎの複数の拡散状噴出路２７の夫々には燃料供給部Ｂｓの拡散用供給筒２９と外供給筒１８との間の環状の流路を通じてそれぞれ各別にガス燃料Ｇを供給するように構成してある。

３台の調節弁２４により、前記直進状噴出路２６からのガス燃料Ｇの噴出量と前記複数の拡散状噴出路２７からのガス燃料Ｇの噴出量との比率の調節、並びに、前記直進状噴出路２６における中央直進状噴出路１３からのガス燃料Ｇの噴出量と前記直進状噴出路２６における周囲直進状噴出路１４からのガス燃料Ｇの噴出量との比率の調節を行うように構成してあり、３つの調節弁２４にて燃料噴出比率調節手段を構成してある。
そして、ガス供給管２３における３本の分岐管２３ｂに分岐させる分岐箇所より上手側に主調節弁２５を設けており、この主調節弁２５により、燃料噴出部Ｂｎに供給するガス燃料Ｇを調節してガスバーナＢからのガス燃料Ｇの噴出量を変更できるように構成してある。

中央用の調節弁２４と周囲用の調節弁２４との２つの調節弁２４により、直進状噴出路２６における中央直進状噴出路１３からのガス燃料Ｇの噴出量と直進状噴出路２６における周囲直進状噴出路１４からのガス燃料Ｇの噴出量との比率の調節することができ、主調節弁２５にて燃料噴出部Ｂｎに供給するガス燃料量を少なくして火炎Ｆの長さを短くするときは、中央直進状噴出部１３からの噴出量を多くするように調節すると、中央直進状噴出路１３からのガス燃料Ｇの噴出速度が速くなって、エジェクタ作用による燃焼用酸素含有ガスの吸引が促進されるので、火炎Ｆの長さを短くするのに好都合となり、逆に、主調節弁２５にて燃料噴出部Ｂｎに供給するガス燃料量を多くして、火炎Ｆの長さを長くするときは、中央直進状噴出路１３からの噴出量を少なくするように調整すると、エジェクタ作用が弱まって燃焼用酸素含有ガスの吸引が弱まるので、火炎Ｆの長さを長くするのに好都合となる。ちなみに、前記比率はＮＯｘの発生量が多くなり過ぎない範囲に設定してあり、通常は６：４から４：６の間で調節する。

また、中央用の調節弁２４と周囲用の調節弁２４とに、拡散用の調節弁２４を加えた３つの調節弁２４により、前記直進状噴出路２６からのガス燃料Ｇの噴出量と前記複数の拡散状噴出路２７からのガス燃料Ｇの噴出量との比率の調節することができ、主調節弁２５にて燃料噴出部Ｂｎに供給するガス燃料量を多くして火炎Ｆの長さを長くするときは、直進状噴出路２６からのガス燃料Ｇの噴出量に対する複数の拡散状噴出路２７からのガス燃料Ｇの噴出量の比率を小さくすることによって、火炎Ｆの横幅を火炎Ｆの長さの割には小さくすることができ、逆に、主調節弁２５にて燃料噴出部Ｂｎに供給するガス燃料量を多くして火炎の長さを短くするときは、直進状噴出路２６からのガス燃料Ｇの噴出量に対する複数の拡散状噴出路２７からのガス燃料Ｇの噴出量の比率を大きくすることによって、火炎Ｆの幅横を火炎Ｆの長さの割には大きくすることができる。ちなみに、通常は前記直進状噴出路２６からのガス燃料Ｇの噴出量と前記複数の拡散状噴出路２７からのガス燃料Ｇの噴出量との比率は、９：１から８：２の間で調節する。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）上記の実施形態においては、本発明をエンドポート式のガラス溶解炉に適用する場合について例示したが、これ以外にも、例えば、所謂サイドポート式のガラス溶解炉にも適用することができる。
サイドポート式のガラス溶解炉は、図５に示すように、平面視で矩形状の溶解槽２の一側縁側の炉壁４に投入口４ｉを設け、その投入口４ｉを設けた炉壁４に対向する炉壁４の外部に作業槽９を設けると共に、その作業槽９と溶解槽２との間の炉壁４に、溶解槽２と作業槽９とを連通させる開口部（図示省略）を溶解槽２の炉床部に位置させて形成して構成してある。
燃焼装置は、前記投入口４ｉから開口部に向かって左右に位置する炉壁４に夫々設ける一対の燃焼部を備えて構成してある。
前記一対の燃焼部夫々は、炉内３にガス燃料Ｇを噴出する２個のガスバーナＢと、そのガスバーナＢのガス燃料噴出箇所の上方に位置する１個の空気口５（図示省略）を通してガスバーナＢから噴出されるガス燃料Ｇの炉内燃焼域Ｓに対して燃焼用空気Ａを斜め下向きに供給する１個の空気供給路６（図示省略）とからなるガスバーナ組の複数（図５では４組）を横方向に並べて備えると共に、前記複数のガスバーナ組に含まれる複数の空気供給路６に連通する１個の蓄熱室８を備えて構成してある。
そして、前記一対の燃焼部を一定時間毎に交互に燃焼させて、交番燃焼を行わせ、投入口４ｉからガラス原料を溶解槽２に投入して、そのガラス原料を溶融させながら、開口部に向かって流下させて、開口部を通じて、清浄な溶融ガラスを作業槽９に導くよう構成してある。

（ロ）上記の実施形態においては、直進状噴出路２６を、中央直進状噴出路１３と周囲直進状噴出路１４とを形成するように構成したが、直進状噴出路２６を、周囲直進状噴出路１４を形成せずに中央直進状噴出路１３のみを形成するように構成することができる。
即ち、図６に示すように、燃料噴出部Ｂｎを、直進状噴出路２６としての中央直進状噴出路１３と複数の拡散状噴出路２７とを形成したノズル３１にて構成し、燃料供給部Ｂｓを、供給筒３２と拡散供給筒３３とを同軸心状に組み付けて構成する。そして、ノズル３１の後端部を燃料供給部Ｂｓにおける拡散供給筒３３に接続させて、燃料噴出部Ｂｎの中央直進状噴出路１３には燃料供給部Ｂｓの供給筒３２の筒内流路を通じて、燃料噴出部Ｂｎの複数の拡散状噴出路２７の夫々には燃料供給部Ｂｓの拡散供給筒３３と供給筒３２との間の環状の流路を通じてそれぞれ各別にガス燃料Ｇを供給するように構成することができる。

（ハ）上記実施形態では、拡散状噴出路２７の夫々を、火炎Ｆの縦幅方向の広がりを抑制しながら横幅の広い扇形状の火炎Ｆを形成するために、側面視ではガス燃料Ｇを軸心Ｐに沿って噴出し、平面視ではガス燃料Ｇを燃料噴出部Ｂｎの軸心Ｐから横外側方に離れる側に向けて拡散するように噴出するように形成したが、拡散状噴出路２７の夫々を、平面視で横幅方向の広い扇形状で且つ側面視で縦幅方向に広い扇形状の火炎Ｆを形成するために、側面視並びに平面視で、ガス燃料Ｇを燃料噴出部Ｂｎの軸心Ｐから外側方に離れる側に向けて噴出するように形成することもでき、また、拡散状噴出路２７の夫々を、火炎Ｆの横幅方向の広がりを抑制しながら縦幅の広い扇形状の火炎Ｆを形成するために、平面視ではガス燃料Ｇを燃料噴出部Ｂｎの軸心Ｐから横外側方に離れる側に向けて拡散するように噴出し、側面視ではガス燃料Ｇを燃料噴出部Ｂｎの軸心Ｐから縦外側方に離れる側に向けて噴出するように形成することもできる。
また、上記実施形態では、拡散状噴出路２７を直進状噴出路２６の横側方にのみ位置するように備えたが、拡散状噴出路２７を直進状噴出路２６の横側方とともに縦側方に位置するように備えることもでき、また、拡散状噴出路２７を直進状噴出路２６の縦側方にのみ位置するように備えることもできる。

（ニ）直進状噴出路２６及び拡散状噴出路２７の直径に対する長さの比率は、上記の実施形態において例示した２以上に限定されるものではなく、２より小さくても良いが、小さくする程ガス燃料噴出の直進性が劣るので、極力大きくする方が良い。

（ホ）上記実施形態では、燃料噴出比率調節手段にて、前記直進状噴出路２６からのガス燃料Ｇの噴出量と前記複数の拡散状噴出路２７からのガス燃料Ｇの噴出量との比率の調節、並びに、前記直進状噴出路２６における中央直進状噴出路１３からのガス燃料Ｇの噴出量と前記直進状噴出路２６における周囲直進状噴出路１４からのガス燃料Ｇの噴出量との比率の調節を行うように構成したが、燃料噴出比率調節手段にて、前記直進状噴出路２６からのガス燃料Ｇの噴出量と前記複数の拡散状噴出路２７からのガス燃料Ｇの噴出量との比率の調節のみを行うように構成することができる。

（ヘ）空気口５から炉内３に供給する燃焼用酸素含有ガスとしては、上記の実施形態において例示した燃焼用空気Ａ以外に、燃焼用空気Ａに炉内３から排出した燃焼排ガスＥ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。

（ト）本発明は、上記の実施形態で例示したガラス溶解炉や、図５にて示す別実施形態で例示したガラス溶解炉以外にも、種々の加熱炉用の燃焼装置に適用することができる。
例えば、ガスバーナＢを交番燃焼させる形式以外に、連続燃焼式のものにも適用することができる。
又、空気口５を１個設けて、酸素含有ガス供給部としての空気供給路６を１個設けた加熱炉用の燃焼装置にも適用することができる。

実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置を設けたガラス溶解炉の縦断側面図図１におけるＩ−Ｉ矢視図実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置のガスバーナにおける燃料噴出部の軸心に沿う面での断面図実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置のガスバーナにおける燃料噴出部の正面図別実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置を設けたガラス溶解炉の横断面図別実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置のガスバーナにおける断面図

符号の説明

３炉内
６酸素含有ガス供給部
１１外筒状体
１２内筒状体
１３中央直進状噴出路
１４周囲直進状噴出路
１４ｇ収束噴出路部分
１５周囲噴出口
１６案内面
２４燃料噴出比率調節手段
２６直進状噴出路
２７拡散状噴出路
Ａ燃焼用酸素含有ガス
Ｂｎ燃料噴出部
Ｇガス燃料
Ｐ軸心
Ｓ炉内燃焼域

Claims

加熱炉横側部から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部と、
前記加熱炉横側部における前記酸素含有ガス供給部の酸素含有ガス供給箇所と異なる箇所から、前記酸素含有ガスが供給されている炉内燃焼域に向けてガス燃料を噴出する燃料噴出部とが設けられた加熱炉用の燃焼装置であって、
前記燃料噴出部として、前記酸素含有ガス供給部からの燃焼用酸素含有ガスの流動方向に沿わせてガス燃料を噴出する直進状噴出路と、その直進状噴出路の側方に位置して外側方に向けてガス燃料を噴出する複数の拡散状噴出路とを備えて構成され、
前記直進状噴出路からのガス燃料の噴出量と前記複数の拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を調節する燃料噴出比率調節手段が設けられている加熱炉用の燃焼装置。
前記酸素含有ガス供給部が、加熱対象物の上方に向けて、横幅がある流動状態で燃焼用酸素含有ガスを供給するように構成され、
前記拡散状噴出路が、前記直進状噴出路の両横側方に位置して横外側方に向けて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。
前記直進状噴出路及び前記拡散状噴出路の夫々が、噴出路の長さが噴出路の直径の２倍以上になるように形成されている請求項１又は２記載の加熱炉用の燃焼装置。
前記直進状噴出路が、外筒状体と内筒状体とを外筒状体の先端が内筒状体の先端よりも突出する状態で同軸心状に備えて、前記内筒状体の筒内にて中央直進状噴出路を形成し且つ内筒状体と外筒状体との間に環状の周囲直進状噴出路を形成するように構成され、
前記内筒状体の外周面及び前記外筒状体の内周面夫々の前記周囲直進状噴出路の先端側を形成する部分が先端側ほど小径となる先細り状に形成されて、前記周囲直進状噴出路の先端側が、ガス燃料を内筒状体の外周側から軸心側に向けて収束するように噴出する収束噴出路部分に構成され、
前記外筒状体における前記内筒状体からの突出部分の内周面が、前記収束噴出路部分の先端の環状の周囲噴出口の外周縁からその外周縁と同径又は略同径にて前方に延びて、前記中央直進状噴出路及び前記周囲直進状噴出路から噴出されるガス燃料を案内する筒状の案内面となるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱炉用の燃焼装置。
前記燃料噴出比率調節手段が、前記中央直進状噴出路からのガス燃料の噴出量と前記周囲直進状噴出路からのガス燃料の噴出量と前記拡散状噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を調節するように構成されている請求項４記載の加熱炉用の燃焼装置。