JPH09184617A - 連続燃焼型蓄熱式燃焼装置 - Google Patents

連続燃焼型蓄熱式燃焼装置

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JPH09184617A
JPH09184617A JP7353620A JP35362095A JPH09184617A JP H09184617 A JPH09184617 A JP H09184617A JP 7353620 A JP7353620 A JP 7353620A JP 35362095 A JP35362095 A JP 35362095A JP H09184617 A JPH09184617 A JP H09184617A
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Kazuya Higeta
和也 樋下田
Toshio Shimada
利生 嶋田
Kiyokazu Nagai
精和 永井
Tamotsu Kitamura
有 北村
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Chugai Ro Co Ltd
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続燃焼型蓄熱式燃焼装置を用いて炉内温度
の均一化とNOxの低減を図る。 【解決手段】 本発明の連続燃焼型蓄熱式燃焼装置10
は、空気用通路22A,22Bを2つ有し、これらの空
気ノズル26は燃料ノズル14の中心軸を通る面20に
関して対称に、かつ先端部に向かうにしたがって上記面
から離れるように配置されている。この蓄熱式燃焼装置
では、燃料と空気の混合速度が遅くなり、燃焼温度が低
下してNOxが低減する。また、操炉時には周期的火炎
の位置が大きく変化するので、炉内温度が均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ノズルと蓄熱
体に連通する空気ノズルとを有する連続燃焼型蓄熱式燃
焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】蓄熱式燃焼装置は、例えば図8に示すよ
うに、一般に2つの蓄熱式燃焼装置2で一対をなし、こ
れらの燃焼装置2で燃料を交互に燃焼する。この交互燃
焼によると熱源となる火炎の位置が周期的に変化するの
で、炉内の温度が均一になるという効果がある。しか
し、従来の通常バーナに比べて、同一燃焼量のバーナを
使用するためには2倍の数のバーナを設置しなければな
らず、また本数を同一にするためには個々のバーナの燃
焼量を2倍にする必要があるので、いずれの形式を選択
しても従来のバーナに比べて2倍近い炉壁面積を要する
ことになり、この問題が蓄熱式燃焼装置の普及を阻害し
ている。
【0003】そこで、このような問題に鑑みて、例えば
特開平5−256423号公報で連続燃焼型蓄熱式燃焼
装置が開示されている。この蓄熱式燃焼装置は、燃料ノ
ズルの両側に空気ノズルが配置されており、一方の空気
ノズルから噴出される燃焼用空気を用いて燃料ノズルか
ら噴出した燃料を燃焼するとともに他方の空気ノズルか
ら炉内排ガスを吸引する第1の状態と、他方の空気ノズ
ルから噴出した燃焼用空気を燃料の燃焼に利用するとと
もに一方の空気ノズルから炉内排ガスを吸引する第2の
状態とに所定時間ごとに交互に切り替えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この連
続燃焼型蓄熱式燃焼装置では、中央の燃料ノズルから噴
出された燃料に向けて燃焼用空気が供給されるので火炎
がほぼ一定の位置に固定される。これは、火炎位置を周
期的に変化させて炉内温度の均一化を図ろうとする蓄熱
式燃焼装置の特徴を殺ぐものである。また、蓄熱体との
接触により高温となった燃焼用空気を燃料に向けて噴出
するので、NOx濃度が高いという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の連続燃
焼型蓄熱式燃焼装置は、2つの空気ノズルを、これら燃
料ノズルの中心軸を通る面に関して対称に、かつ先端部
に向かうにしたがって上記面から離れるように配置し
た。なお、2つの空気ノズルは蓄熱体の充填部からバー
ナの先端に至るまでの間でそれぞれ2つ以上に分岐して
もよい。また、燃料ノズルの向きは、その中心軸に対し
て空気ノズルから遠ざかる方向に角度を有していてもよ
い。さらに、燃料ノズルの周囲に1次空気ノズルを設
け、燃焼空気の一部を噴出するようにしてもよい。さら
にまた、上記1次空気ノズルからの燃焼用空気の噴出
を、炉温が燃料着火点以上になると停止するのが好まし
い。
【0006】
【発明の作用及び効果】上記連続燃焼型蓄熱式燃焼装置
では、噴出された燃料から次第に遠ざかるように燃焼用
空気が噴射される。その結果、燃料と空気の混合速度が
遅くなり、燃焼温度が低下してNOxが低減する。ま
た、火炎は燃焼用空気のそれぞれの吹き出し方向に偏っ
て形成される。すなわち、周期的に火炎の位置が移動す
る。そのため、炉内温度が均一になり、炉内で処理され
る材料が等しく加熱される。
【0007】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の好適な実
施の形態を説明する。図1から4は本発明に係る連続燃
焼型蓄熱式燃焼装置(以下「蓄熱式燃焼装置」と略す)
10を示す。この蓄熱式燃焼装置10は耐火材からなる
本体12を備えている。本体12の上部には前後方向に
伸びる通路14が形成され、その前部(図2の右側)を
拡幅して燃料噴出口16が形成されており、通路14に
燃料ノズル18が挿入される。本体12の下部には通路
14の中心すなわち燃料ノズルの中心軸を通る面(図1
のII−II’線に沿った面)20の左右に空室22A、2
2Bがそれぞれ形成されており、これらの空室22A、
22Bは上記面20を中央に含む壁24によって隔離さ
れている。空室22A、22Bの前方には本体12を貫
通してそれぞれ空気ノズル26A、26Bが形成されて
いる。これらの空気ノズル26A、26Bは、それらの
中心線が面20に関して対称にかつ前方に向かうにした
がって面20から次第に離れるようにしてある。空室2
2A、22Bには蓄熱体28A、28Bがそれぞれ収容
されており、通気性の部材例えば金網30A、30B
(30Bは図示せず)によって移動が規制されている。
また、空室22A、22Bの後端部は、前部を除いて本
体12の周囲に覆う金属板32でそれぞれ塞がれてお
り、金属板32には空室22A、22Bにそれぞれ連通
した給排気口34A、34B(34Bは図示せず)が形
成されている。
【0008】以上のように構成された蓄熱式燃焼装置1
0は、図2に示すように炉壁36に固定される。また、
燃料ノズル18は燃料供給装置に接続され、それぞれの
給排気口34A、34Bは切替弁を介して空気供給装置
と排ガス吸引装置に接続される。次に、蓄熱式燃焼装置
10の動作を説明する。いま、図3に示すように、一方
の空気ノズル26Aから燃焼用空気を噴出して燃料噴出
口16から噴出される燃料を燃焼し、他方の空気ノズル
26Bから炉内の排ガスを排気するものとする。この場
合、燃料ノズル18から燃料噴出口16を介して噴出さ
れた燃料は面20を中心とする放射状の領域38A,3
8Bの間に広がる。また、空室22Aに供給された燃焼
用空気は蓄熱体28Aで予熱された後、空気ノズル26
Aから噴出され、面20に関して斜め方向に向かう放射
状の領域40Aに広がる。そして、燃料と燃焼用空気は
燃料噴出領域38の端部38Aで混合して火炎42Aが
形成される。このとき、他方の空気ノズル26Bから炉
内の排ガスが吸引され、その熱が蓄熱体28Bに回収さ
れて給排気口34Bから排気される。所定時間後、切替
弁が切り替えられ、他方の空気ノズル26Bから燃焼用
空気を噴出して燃料噴出口16から噴出される燃料を燃
焼し、一方の空気ノズル26Aから炉内の排ガスを排気
する状態になる。この状態では、図4に示すように、燃
料ノズル18から燃料噴出口16を介して噴出された燃
料は面20を中心とする放射状の領域38A,38Bの
間に広がる。また、空室22Bに供給された燃焼用空気
は蓄熱体28Bで予熱された後、空気ノズル26Bから
噴出され、面20に関して斜めに向かう放射状の領域4
0Bに広がる。そして、燃料と空気は燃料噴出領域38
の端部38Bで混合して火炎42Bが形成される。この
とき、他方の空気ノズル26Bから炉内の排ガスが吸引
され、その熱が蓄熱体28Aに回収されて給排気口34
Aから排気される。以上の2つの状態は所定時間ごとに
交互に繰り返され、火炎42A、42Bは所定時間ごと
に左右に大きく振られ、これにより炉内の温度が均一に
なる。
【0009】上記実施例では、図1に示すように、本体
12の左右に一つづつ空気ノズル26A、26Bを設け
たが、図5に示す蓄熱式燃焼装置10Aのように、空室
22A、22Bからバーナ先端に至るまでの間でさらに
上記空気ノズルを2つに分岐して左右にそれぞれ2つの
空気ノズル26A、26A’、26B、26B’を左右
対称に設けてもよい。この場合、火炎位置や火炎形状を
より精度良く制御できるという利点がある。
【0010】また、図6に示す蓄熱式燃焼装置10Bの
ように、燃料ノズル18の先端19を上方に向けてもよ
い。この場合、上記実施例よりもさらNOxを低減でき
る。
【0011】さらに、本発明の蓄熱式燃焼装置10で
は、燃料の噴出領域と燃焼用空気の噴出領域との重なり
を小さくしているので、操炉開始後しばらくの間の炉温
が低い時間帯では燃料が着火しにくく火炎が安定しな
い。そこで、図7に示す蓄熱式燃焼装置10Cのよう
に、燃料ノズル18の周囲に1次空気の通路44を形成
し、炉内温度が燃料の着火点を越えるまでは通路44か
ら燃焼用空気の一部を供給して燃料を燃焼するのが好ま
しい。しかし、通路44からの空気供給は常時行っても
よく、その場合は、空気ノズルから燃焼用空気を噴出す
る状態から他方の空気ノズルから燃焼用空気を切り替え
るとき、又はその逆のときでも、燃料の燃焼状態を安定
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる蓄熱式燃焼装置の正面図であ
る。
【図2】 図1に示す蓄熱式燃焼装置のII−II線断面図
である。
【図3】 火炎の形成されている状態を示した図1のII
I−III線断面図である。
【図4】 図3とは反対側に火炎が形成されている状態
を示した図1のIII−III線断面図である。
【図5】 第2実施例にかかる蓄熱式燃焼装置の正面図
である。
【図6】 第3実施例にかかる蓄熱式燃焼装置の正面図
である。
【図7】 第3実施例にかかる蓄熱式燃焼装置の正面図
である。
【図8】 従来の蓄熱式燃焼装置及びその配置を示す図
である。
【符号の説明】
10…連続燃焼型蓄熱式燃焼装置、12…本体、14…
通路、16…燃料噴出口、18…燃料ノズル、20…
面、22A、22B…空室、26A,26B…空気ノズ
ル、28A,28B…蓄熱体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 有 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

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料ノズルと蓄熱体に連通する空気ノズ
    ルとを有する蓄熱式燃焼装置において、2つの空気ノズ
    ルを上記燃料ノズルの中心軸を通る面に関して対称に、
    かつ先端部に向かうにしたがって上記面から離れるよう
    に配置したことを特徴とする連続燃焼型蓄熱式燃焼装
    置。
  2. 【請求項2】 上記2つの空気ノズルが蓄熱体の充填部
    からバーナの先端に至るまでの間でそれぞれ2つ以上に
    分岐していることを特徴とする請求項1の連続燃焼型蓄
    熱バーナ。
  3. 【請求項3】 燃料ノズル先端の向きが、空気ノズルの
    中心軸から遠ざかる方向に角度を有していることを特徴
    とする請求項1又は2の連続燃焼型蓄熱式燃焼装置。
  4. 【請求項4】 燃料ノズルの周囲に1次空気ノズルを設
    け、燃焼空気の一部を噴出するようにしたことを特徴と
    する請求項1から3のいずれかの連続燃焼型蓄熱式燃焼
    装置。
  5. 【請求項5】 1次空気ノズルからの燃焼空気の噴出
    を、炉温が燃料着火点以上になると停止するようにした
    ことを特徴する請求項4の連続燃焼型蓄熱式燃焼装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012184897A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Osaka Gas Co Ltd 交番燃焼装置及びその交番燃焼装置を用いた交番燃焼方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08226629A (ja) * 1995-02-21 1996-09-03 Tokyo Gas Co Ltd リジェネレイティブバ−ナの蓄熱室装置
JPH0989242A (ja) * 1995-09-25 1997-04-04 Nkk Corp 蓄熱式バーナ及び蓄熱式バーナを備える加熱炉

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