JPH0875109A - 炉内温度分布燃焼制御方法 - Google Patents
炉内温度分布燃焼制御方法Info
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- JPH0875109A JPH0875109A JP6207690A JP20769094A JPH0875109A JP H0875109 A JPH0875109 A JP H0875109A JP 6207690 A JP6207690 A JP 6207690A JP 20769094 A JP20769094 A JP 20769094A JP H0875109 A JPH0875109 A JP H0875109A
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- Japan
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- fuel
- furnace
- air
- combustion
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- Pending
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- 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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- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 低コストで安定した火炎による、均一の炉内
温度分布燃焼制御方法を提供する。 【構成】 炉体に対をなすリジェネレイティブ空気噴出
部２を装置し、その各リジェネレイティブ空気噴出部２
の中心軸に対して角度を持たせて燃料を噴出する燃料噴
出部４を装置し、燃料と予熱空気を混合燃焼させる。リ
ジェネレイティブ空気噴出部２は、一方が空気を噴出し
ている時は、他方から蓄熱排気するように、交互に切換
えて運転し、その際、燃料噴出部４は、炉内温度域に応
じ、一部又は全部から或は角度を変えて選択的に噴出す
るようにして燃焼させることを特徴とする炉内温度分布
燃焼制御方法である。
温度分布燃焼制御方法を提供する。 【構成】 炉体に対をなすリジェネレイティブ空気噴出
部２を装置し、その各リジェネレイティブ空気噴出部２
の中心軸に対して角度を持たせて燃料を噴出する燃料噴
出部４を装置し、燃料と予熱空気を混合燃焼させる。リ
ジェネレイティブ空気噴出部２は、一方が空気を噴出し
ている時は、他方から蓄熱排気するように、交互に切換
えて運転し、その際、燃料噴出部４は、炉内温度域に応
じ、一部又は全部から或は角度を変えて選択的に噴出す
るようにして燃焼させることを特徴とする炉内温度分布
燃焼制御方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炉内温度分布燃焼制御方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、加熱炉では加熱に必要な燃焼量を
計算し、その容量を持ったバーナを設置することになる
が、炉体構造をシンプルかつ低コストに抑えるため、で
きるだけ大容量のバーナを選定し、数を減らす努力をす
る。また同じ趣旨から燃焼装置を片側に集中させ省スペ
ースを図ることも多い。
計算し、その容量を持ったバーナを設置することになる
が、炉体構造をシンプルかつ低コストに抑えるため、で
きるだけ大容量のバーナを選定し、数を減らす努力をす
る。また同じ趣旨から燃焼装置を片側に集中させ省スペ
ースを図ることも多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来装置では、処
理材が移動しないバッチ型の加熱炉の場合、加熱炉内の
水平方向（火炎の推進方向）の温度分布が悪化すること
が多い。特に加熱処理の最終段階である均熱時にこれが
発生すると致命傷になる。これを回避するために従来の
加熱炉では処理材の均質な処理を目的として、炉内の温
度分布を狭い範囲の中に収める努力をしてきたが、その
代表的な方法としてマルチバーナ方式がある。この方法
は、天井から下向きもしくは炉体の両側面に多本数の小
容量バーナを配置し、炉内の複数の温度センサーからの
信号を演算しながらその各小容量バーナの点火・消化を
制御する方式である。輻射加熱の要素の高い高温炉にも
適し、水平方向のＸ，Ｙ両軸共に温度制御がしやすい。
各小容量バーナの制御ルールはいくつかの方法がある
（例えば温度の低い部分だけ点火する。炉の特性から点
火する順序や時間が決まっているなど）が、どの場合も
温度分布を良好にするために、沢山のバーナを必要と
し、バーナ本体のみならず、配管・配線・それに伴う制
御装置や部品など工事を含めそれに掛かる費用は膨大と
なる。このように、加熱炉の水平方向の温度分布を良好
に制御するには、多本数のバーナを回りに並べ、ゾーン
を分けてコントロールすれば良いが、複雑極まりなく、
コストも掛かる。また廃熱回収の手段として熱交換器を
設け予熱空気として熱を回収しようとする場合は、特に
バーナ回りが複雑かつ高価になり、マルチバーナ方式を
採用するのは極めて困難となる。
理材が移動しないバッチ型の加熱炉の場合、加熱炉内の
水平方向（火炎の推進方向）の温度分布が悪化すること
が多い。特に加熱処理の最終段階である均熱時にこれが
発生すると致命傷になる。これを回避するために従来の
加熱炉では処理材の均質な処理を目的として、炉内の温
度分布を狭い範囲の中に収める努力をしてきたが、その
代表的な方法としてマルチバーナ方式がある。この方法
は、天井から下向きもしくは炉体の両側面に多本数の小
容量バーナを配置し、炉内の複数の温度センサーからの
信号を演算しながらその各小容量バーナの点火・消化を
制御する方式である。輻射加熱の要素の高い高温炉にも
適し、水平方向のＸ，Ｙ両軸共に温度制御がしやすい。
各小容量バーナの制御ルールはいくつかの方法がある
（例えば温度の低い部分だけ点火する。炉の特性から点
火する順序や時間が決まっているなど）が、どの場合も
温度分布を良好にするために、沢山のバーナを必要と
し、バーナ本体のみならず、配管・配線・それに伴う制
御装置や部品など工事を含めそれに掛かる費用は膨大と
なる。このように、加熱炉の水平方向の温度分布を良好
に制御するには、多本数のバーナを回りに並べ、ゾーン
を分けてコントロールすれば良いが、複雑極まりなく、
コストも掛かる。また廃熱回収の手段として熱交換器を
設け予熱空気として熱を回収しようとする場合は、特に
バーナ回りが複雑かつ高価になり、マルチバーナ方式を
採用するのは極めて困難となる。
【０００４】
【課題を解決すべき手段】前記課題を解決するために、
本発明は、炉体に対をなすリジェネレイティブ空気噴出
部を装置し、その各リジェネレイティブ空気噴出部の中
心軸に対して角度を持たせて燃料を噴出する燃料噴出部
を装置し、その燃料噴出部から燃料を噴出させると共に
前記空気噴出部からは空気を噴出させて混合燃焼させ、
前記リジェネレイティブ空気噴出部は、一方が空気を噴
出している時は、他方から蓄熱排気するように、交互に
切換えて運転し、その際、燃料噴出部は、炉内温度域に
応じて選択的に噴出するようにして燃焼させることを特
徴とする炉内温度分布燃焼制御方法を提供するものであ
る。
本発明は、炉体に対をなすリジェネレイティブ空気噴出
部を装置し、その各リジェネレイティブ空気噴出部の中
心軸に対して角度を持たせて燃料を噴出する燃料噴出部
を装置し、その燃料噴出部から燃料を噴出させると共に
前記空気噴出部からは空気を噴出させて混合燃焼させ、
前記リジェネレイティブ空気噴出部は、一方が空気を噴
出している時は、他方から蓄熱排気するように、交互に
切換えて運転し、その際、燃料噴出部は、炉内温度域に
応じて選択的に噴出するようにして燃焼させることを特
徴とする炉内温度分布燃焼制御方法を提供するものであ
る。
【０００５】また、本発明は、燃料噴出部の全部から分
割的に且つ同時に燃料を噴出して燃焼させることを特徴
とする炉内温度分布燃焼制御方法を提供するものであ
る。
割的に且つ同時に燃料を噴出して燃焼させることを特徴
とする炉内温度分布燃焼制御方法を提供するものであ
る。
【０００６】また、本発明は、前記燃料噴出部に角度可
変機能を持たせて炉内温度域に応じて燃料を噴出して燃
焼させることを特徴とする炉内温度分布燃焼制御方法を
提供するものである。
変機能を持たせて炉内温度域に応じて燃料を噴出して燃
焼させることを特徴とする炉内温度分布燃焼制御方法を
提供するものである。
【０００７】
【作用】炉内温度域に応じて燃料を噴出し、又は燃料噴
出部の全部から燃料を噴出し、予熱空気と混合燃焼さ
せ、炉内温度分布の均一化を図かり、熱効率を向上さ
せ、窒素酸化物の発生を抑制する。
出部の全部から燃料を噴出し、予熱空気と混合燃焼さ
せ、炉内温度分布の均一化を図かり、熱効率を向上さ
せ、窒素酸化物の発生を抑制する。
【０００８】
【実施例】符号１は炉体を示す。２はこの炉体１に装置
した対をなすリジェネレイティブ空気噴出部である。こ
の対をなすリジェネレイティブ空気噴出部の各々は、蓄
熱材を内蔵し、一方から空気を噴出している時は、他方
から排気し、その排気の際蓄熱材３を予熱するものであ
る。この各空気噴出部２の中心軸に対して角度を持たせ
て燃料噴出部４を装置する。図中部分拡大図は、燃料噴
出部４が回動により角度可変とした状態を示すものであ
る。
した対をなすリジェネレイティブ空気噴出部である。こ
の対をなすリジェネレイティブ空気噴出部の各々は、蓄
熱材を内蔵し、一方から空気を噴出している時は、他方
から排気し、その排気の際蓄熱材３を予熱するものであ
る。この各空気噴出部２の中心軸に対して角度を持たせ
て燃料噴出部４を装置する。図中部分拡大図は、燃料噴
出部４が回動により角度可変とした状態を示すものであ
る。
【０００９】いま、一方のリジェネレイティブ空気噴出
部２から予熱空気を噴出している状態に於いて、燃料噴
出部４から燃料を噴出すると、燃料と空気は混合して燃
焼する。燃料の噴出は燃料噴出部４を炉内温度域に応じ
て複数の燃料噴出部から選択的に燃料を噴出する又は燃
料噴出部４の全部から分割的に燃料を噴出する。排気は
他方の空気噴出部２から行なわれるが、排気の際に蓄熱
材３を予熱する。空気噴出部２からの空気の噴出は例え
ば、数分から１０数分毎に交互に切換え噴出する．
部２から予熱空気を噴出している状態に於いて、燃料噴
出部４から燃料を噴出すると、燃料と空気は混合して燃
焼する。燃料の噴出は燃料噴出部４を炉内温度域に応じ
て複数の燃料噴出部から選択的に燃料を噴出する又は燃
料噴出部４の全部から分割的に燃料を噴出する。排気は
他方の空気噴出部２から行なわれるが、排気の際に蓄熱
材３を予熱する。空気噴出部２からの空気の噴出は例え
ば、数分から１０数分毎に交互に切換え噴出する．
【００１０】前記燃焼に際して、空気を噴出しているリ
ジェネレイティブ空気噴出部２側の燃料噴出部４のみか
ら、燃料を噴出するのではなく、炉内温度域を検出して
その温度状況に応じてＹ側の燃料噴出部４を含めて適宜
選択的に運転する。例えば、図中Ｘ側だけの燃料噴出部
４ではなく、Ｙ側の燃料噴出部４も炉内温度状況に応じ
て選択的に噴出させて燃焼する。この燃焼によってＸ側
及びＹ側の炉内温度の均一化が確保できる。かかる燃焼
の結果は、ほぼ、図４に示すと同様の燃焼特性を得るこ
とができる。
ジェネレイティブ空気噴出部２側の燃料噴出部４のみか
ら、燃料を噴出するのではなく、炉内温度域を検出して
その温度状況に応じてＹ側の燃料噴出部４を含めて適宜
選択的に運転する。例えば、図中Ｘ側だけの燃料噴出部
４ではなく、Ｙ側の燃料噴出部４も炉内温度状況に応じ
て選択的に噴出させて燃焼する。この燃焼によってＸ側
及びＹ側の炉内温度の均一化が確保できる。かかる燃焼
の結果は、ほぼ、図４に示すと同様の燃焼特性を得るこ
とができる。
【００１１】更に、例えば、全部の燃料噴出部４から同
時に分割的に燃料を噴出させて燃焼させてもよい。この
場合の燃焼特性は、図４に示す通りである。図４に示す
本発明の燃焼特性を、図１に示すリジェネレイティブバ
ーナを使用した従来装置の燃焼特性と比較して、炉内温
度分布が、被処理材５に対して、Ｘ側及びＹ側共に均一
化されていること及びＮＯｘの発生が頗る低減化されて
いること等が明瞭に理解することができる。以上の燃焼
に際しては、総エネルギー量が、計算されているので、
その範囲内で燃料を噴出させるが、各燃料噴出部４から
の燃料の噴出量は炉内温度状況に応じて変化させること
ができる。
時に分割的に燃料を噴出させて燃焼させてもよい。この
場合の燃焼特性は、図４に示す通りである。図４に示す
本発明の燃焼特性を、図１に示すリジェネレイティブバ
ーナを使用した従来装置の燃焼特性と比較して、炉内温
度分布が、被処理材５に対して、Ｘ側及びＹ側共に均一
化されていること及びＮＯｘの発生が頗る低減化されて
いること等が明瞭に理解することができる。以上の燃焼
に際しては、総エネルギー量が、計算されているので、
その範囲内で燃料を噴出させるが、各燃料噴出部４から
の燃料の噴出量は炉内温度状況に応じて変化させること
ができる。
【００１２】燃料噴出部４は、噴出角度が定まった固定
式のものでもよいが、図に示すように角度可変式のもの
でもよい、角度可変式の場合、炉内の所望の位置に所望
の大きさの火炎を単数個又は複数個同時に又は交互に切
換えながら得ることができる。そして、燃焼形態の選択
の仕方によって、図４に示すような優れた燃焼特性を得
ることができる。
式のものでもよいが、図に示すように角度可変式のもの
でもよい、角度可変式の場合、炉内の所望の位置に所望
の大きさの火炎を単数個又は複数個同時に又は交互に切
換えながら得ることができる。そして、燃焼形態の選択
の仕方によって、図４に示すような優れた燃焼特性を得
ることができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は以上の通りであるので、次の諸
効果がある。通常、いわゆるリジェネレイティブバー
ナを使用する場合、装置の片側に設置する場合が多く、
この場合、火炎の推進方向の温度分布が悪いが本発明の
場合は、火炎の推進方向のみならず、炉内全域の温度分
布を均一化することができる。安定した火炎が自在に
作れるよう、使用する燃料の着火温度以上の加熱炉に適
するが、着火源が維持できれば基本的に高温から低温ま
での全ての温度範囲に利用することができる。燃焼装
置のコストの大部分を占める空気供給装置の数が半減す
るため、付属設備を含め設備費用の大幅な節約となる
（従来のマルチバーナ方式に対し有利）。片側にバー
ナを配列するタイプの炉は、スペースやコスト扱いの簡
便さといった面から利点もあり、実際に数が多く存在し
ているが、この炉の温度分布改善を行う場合に、大掛か
りな改造をせずに目的が達せられる。つまり同軸・マル
チ両タイプ共に、これまでのバーナを単に空気供給装置
として位置付け、小口径の燃料ノズルだけ付加すれば良
い。従来装置に比較してＮＯｘの発生が非常に低い、
即ち，図１に比較して図４の高温ゾーンＺＮが非常に少
なく，サーマルＮＯｘが発生しにくいことが実証されて
いる．
効果がある。通常、いわゆるリジェネレイティブバー
ナを使用する場合、装置の片側に設置する場合が多く、
この場合、火炎の推進方向の温度分布が悪いが本発明の
場合は、火炎の推進方向のみならず、炉内全域の温度分
布を均一化することができる。安定した火炎が自在に
作れるよう、使用する燃料の着火温度以上の加熱炉に適
するが、着火源が維持できれば基本的に高温から低温ま
での全ての温度範囲に利用することができる。燃焼装
置のコストの大部分を占める空気供給装置の数が半減す
るため、付属設備を含め設備費用の大幅な節約となる
（従来のマルチバーナ方式に対し有利）。片側にバー
ナを配列するタイプの炉は、スペースやコスト扱いの簡
便さといった面から利点もあり、実際に数が多く存在し
ているが、この炉の温度分布改善を行う場合に、大掛か
りな改造をせずに目的が達せられる。つまり同軸・マル
チ両タイプ共に、これまでのバーナを単に空気供給装置
として位置付け、小口径の燃料ノズルだけ付加すれば良
い。従来装置に比較してＮＯｘの発生が非常に低い、
即ち，図１に比較して図４の高温ゾーンＺＮが非常に少
なく，サーマルＮＯｘが発生しにくいことが実証されて
いる．
【００１４】
【図１】リジェネレイティブバーナを使用した従来装置
の燃焼特性図である。
の燃焼特性図である。
【図２】本発明装置の断面的説明図である。
【図３】図２の逆転モードを示す断面的説明図である。
【図４】本発明の燃焼特性図である。
１ 炉体 ２ 対をなすリジェネレイティブ空気噴出部 ３ 蓄熱材 ４ 燃料噴出部 ５ 被処理材
Claims (3)
- 【請求項１】 炉体に対をなすリジェネレイティブ空気
噴出部を装置し、その各リジェネレイティブ空気噴出部
の中心軸に対して角度を持たせて燃料を噴出する燃料噴
出部を装置し、その燃料噴出部から燃料を噴出させると
共に前記空気噴出部からは空気を噴出させて混合燃焼さ
せ、前記リジェネレイティブ空気噴出部は、一方が空気
を噴出している時は、他方から蓄熱排気するように、交
互に切換えて運転し、その際、燃料噴出部は、炉内温度
域に応じて選択的に噴出するようにして燃焼させること
を特徴とする炉内温度分布燃焼制御方法。 - 【請求項２】 燃料噴出部の全部から分割的に且つ同時
に燃料を噴出して燃焼させることを特徴とする請求項１
記載の炉内温度分布燃焼制御方法。 - 【請求項３】 燃料噴出部に角度可変機能を持たせたて
炉内温度域に応じて燃料をその全部又は一部から噴出し
て燃焼させることを特徴とする請求項１記載の炉内温度
分布燃焼制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6207690A JPH0875109A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 炉内温度分布燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6207690A JPH0875109A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 炉内温度分布燃焼制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875109A true JPH0875109A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=16543969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6207690A Pending JPH0875109A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 炉内温度分布燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0875109A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1294380C (zh) * | 2003-12-09 | 2007-01-10 | 财团法人工业技术研究院 | 一种燃烧器 |
| JP2008232475A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Ngk Insulators Ltd | 蓄熱式バーナの緩慢燃焼用燃料供給管 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP6207690A patent/JPH0875109A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1294380C (zh) * | 2003-12-09 | 2007-01-10 | 财团法人工业技术研究院 | 一种燃烧器 |
| JP2008232475A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Ngk Insulators Ltd | 蓄熱式バーナの緩慢燃焼用燃料供給管 |
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