JPH10219355A - 燃焼装置およびその燃焼方法 - Google Patents
燃焼装置およびその燃焼方法Info
- Publication number
- JPH10219355A JPH10219355A JP9041674A JP4167497A JPH10219355A JP H10219355 A JPH10219355 A JP H10219355A JP 9041674 A JP9041674 A JP 9041674A JP 4167497 A JP4167497 A JP 4167497A JP H10219355 A JPH10219355 A JP H10219355A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection port
- fuel injection
- fuel
- air
- heated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被加熱体に近い側が加熱目的に応じて最適の
雰囲気に保持されるよう構成された燃焼装置およびその
燃焼方法を提供すること。 【解決手段】 炉壁８１に設けられた、８００℃以上の
予熱空気または、８００℃以上の予熱空気及び１次燃料
を噴射可能な空気噴出口２０と，その空気噴出口２０に
対して、被加熱体９０に近い側および遠い側に設けられ
た、それぞれ２次燃料を噴射可能な近接燃料噴射口３０
および遠隔燃料噴射口４０と，よりなる、少なくとも１
つのバーナ１０を備えるとともに、被加熱体９０に近い
側の雰囲気を酸化性または還元性のうち任意の状態に調
節可能に、近接燃料噴射口３０および遠隔燃料噴射口４
０への燃料供給量の比率を必要に応じて調節可能とし
た。
雰囲気に保持されるよう構成された燃焼装置およびその
燃焼方法を提供すること。 【解決手段】 炉壁８１に設けられた、８００℃以上の
予熱空気または、８００℃以上の予熱空気及び１次燃料
を噴射可能な空気噴出口２０と，その空気噴出口２０に
対して、被加熱体９０に近い側および遠い側に設けられ
た、それぞれ２次燃料を噴射可能な近接燃料噴射口３０
および遠隔燃料噴射口４０と，よりなる、少なくとも１
つのバーナ１０を備えるとともに、被加熱体９０に近い
側の雰囲気を酸化性または還元性のうち任意の状態に調
節可能に、近接燃料噴射口３０および遠隔燃料噴射口４
０への燃料供給量の比率を必要に応じて調節可能とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、８００℃以上の予
熱空気を用いる燃焼装置およびその燃焼方法に関するも
のであって、被加熱体に対する熱伝達量・雰囲気を任意
に調節可能に構成したものに関する。
熱空気を用いる燃焼装置およびその燃焼方法に関するも
のであって、被加熱体に対する熱伝達量・雰囲気を任意
に調節可能に構成したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、加熱炉等の工業炉の熱効率を高め
るために、８００℃以上の予熱空気を用いて燃料を燃焼
させるバーナ２を備えた加熱炉１が設置されるようにな
った。バーナ２は、例えば、図８及び９に示すように、
炉壁１ａに設けられた８００℃以上の予熱空気２ｃを噴
射する空気噴出口２ａと、その周囲に設けられた複数の
燃料噴射口２ｂとを備え、それぞれ１次燃料２ｄ、２次
燃料２ｅが、空気噴出口２ａ、燃料噴射口２ｂに供給さ
れ、何れの口から噴射された燃料も、空気噴出口２ａか
ら噴射される予熱空気２ｃと混合し、燃焼し、火炎を形
成し、その発生する熱によって被加熱体９０が加熱され
るよう構成されている。
るために、８００℃以上の予熱空気を用いて燃料を燃焼
させるバーナ２を備えた加熱炉１が設置されるようにな
った。バーナ２は、例えば、図８及び９に示すように、
炉壁１ａに設けられた８００℃以上の予熱空気２ｃを噴
射する空気噴出口２ａと、その周囲に設けられた複数の
燃料噴射口２ｂとを備え、それぞれ１次燃料２ｄ、２次
燃料２ｅが、空気噴出口２ａ、燃料噴射口２ｂに供給さ
れ、何れの口から噴射された燃料も、空気噴出口２ａか
ら噴射される予熱空気２ｃと混合し、燃焼し、火炎を形
成し、その発生する熱によって被加熱体９０が加熱され
るよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
被加熱体９０に近い側、遠い側に設けられた燃料噴射口
２ｂのいずれに対しても均等に燃料が供給されているた
め、例えば被加熱体９０の表面の酸化スケールの生成の
抑制を目的に、還元性雰囲気を形成しようとすると、全
体として空気比を１よりも小さくする必要があり、それ
によって排ガス中の未燃焼成分の発生量が増加し、それ
をそのまま大気中に放出すると環境を汚染するという問
題を生じる。また、その環境問題を避けるためには、未
燃焼成分の燃焼用バーナを別個に設ける必要がある。
被加熱体９０に近い側、遠い側に設けられた燃料噴射口
２ｂのいずれに対しても均等に燃料が供給されているた
め、例えば被加熱体９０の表面の酸化スケールの生成の
抑制を目的に、還元性雰囲気を形成しようとすると、全
体として空気比を１よりも小さくする必要があり、それ
によって排ガス中の未燃焼成分の発生量が増加し、それ
をそのまま大気中に放出すると環境を汚染するという問
題を生じる。また、その環境問題を避けるためには、未
燃焼成分の燃焼用バーナを別個に設ける必要がある。
【０００４】他方、全体として空気比が１よりも著しく
高くなるよう過剰の空気を供給すれば、それによって燃
焼排ガス量が増加すると共に、雰囲気が酸化性となり、
被加熱体の表面の酸化スケールの生成が増加するという
問題点がある。
高くなるよう過剰の空気を供給すれば、それによって燃
焼排ガス量が増加すると共に、雰囲気が酸化性となり、
被加熱体の表面の酸化スケールの生成が増加するという
問題点がある。
【０００５】そこで本発明の目的とするところは、熱効
率が高く、しかも、燃焼排ガス中の未燃焼成分の発生量
が殆ど無く、従って環境を汚染することもなく、そのう
え、被加熱体に対して実質的に影響を与えるところの、
被加熱体に近い側を酸化性・還元性の任意の雰囲気に調
節可能な燃焼装置およびその燃焼方法を提供することに
ある。
率が高く、しかも、燃焼排ガス中の未燃焼成分の発生量
が殆ど無く、従って環境を汚染することもなく、そのう
え、被加熱体に対して実質的に影響を与えるところの、
被加熱体に近い側を酸化性・還元性の任意の雰囲気に調
節可能な燃焼装置およびその燃焼方法を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するため
に、請求項１の発明の燃焼装置は、炉壁（８１）に設け
られた、８００℃以上の予熱空気（２ｃ）または、８０
０℃以上の予熱空気（２ｃ）及び１次燃料（２ｄ）を噴
射可能な空気噴出口（２０）と，その空気噴出口（２
０）に対して、被加熱体（９０）に近い側および遠い側
に設けられた、それぞれ２次燃料（２ｅ）を噴射可能な
近接燃料噴射口（３０）および遠隔燃料噴射口（４０）
と，よりなる、少なくとも１つのバーナ（１０）を備え
るとともに、被加熱体（９０）に近い側の雰囲気を酸化
性または還元性のうち任意の状態に調節可能に、近接燃
料噴射口（３０）への燃料供給量を必要に応じて調節可
能な第１調節弁（３５）が付設され、かつ遠隔燃料噴射
口（４０）への燃料供給量を必要に応じて調節可能な第
２調節弁（４５）が付設されたことを特徴とするもので
ある。
に、請求項１の発明の燃焼装置は、炉壁（８１）に設け
られた、８００℃以上の予熱空気（２ｃ）または、８０
０℃以上の予熱空気（２ｃ）及び１次燃料（２ｄ）を噴
射可能な空気噴出口（２０）と，その空気噴出口（２
０）に対して、被加熱体（９０）に近い側および遠い側
に設けられた、それぞれ２次燃料（２ｅ）を噴射可能な
近接燃料噴射口（３０）および遠隔燃料噴射口（４０）
と，よりなる、少なくとも１つのバーナ（１０）を備え
るとともに、被加熱体（９０）に近い側の雰囲気を酸化
性または還元性のうち任意の状態に調節可能に、近接燃
料噴射口（３０）への燃料供給量を必要に応じて調節可
能な第１調節弁（３５）が付設され、かつ遠隔燃料噴射
口（４０）への燃料供給量を必要に応じて調節可能な第
２調節弁（４５）が付設されたことを特徴とするもので
ある。
【０００７】また請求項２の発明の燃焼装置は、炉壁
（８１）に設けられた、８００℃以上の予熱空気（２
ｃ）または、８００℃以上の予熱空気（２ｃ）及び１次
燃料（２ｄ）を噴射可能な空気噴出口（２０）と，その
空気噴出口（２０）に対して、被加熱体（９０）に近い
側および遠い側に設けられた、それぞれ２次燃料（２
ｅ）を噴射可能な近接燃料噴射口（３０）および遠隔燃
料噴射口（４０）と，よりなる、少なくとも１つのバー
ナ（１０）を備えるとともに、被加熱体（９０）に近い
側の雰囲気を酸化性または還元性のうち任意の状態に調
節可能に、近接燃料噴射口（３０）および遠隔燃料噴射
口（４０）への燃料供給量の比率を必要に応じて調節可
能な燃料供給量比率調節弁（５５）が付設されたことを
特徴とするものである。
（８１）に設けられた、８００℃以上の予熱空気（２
ｃ）または、８００℃以上の予熱空気（２ｃ）及び１次
燃料（２ｄ）を噴射可能な空気噴出口（２０）と，その
空気噴出口（２０）に対して、被加熱体（９０）に近い
側および遠い側に設けられた、それぞれ２次燃料（２
ｅ）を噴射可能な近接燃料噴射口（３０）および遠隔燃
料噴射口（４０）と，よりなる、少なくとも１つのバー
ナ（１０）を備えるとともに、被加熱体（９０）に近い
側の雰囲気を酸化性または還元性のうち任意の状態に調
節可能に、近接燃料噴射口（３０）および遠隔燃料噴射
口（４０）への燃料供給量の比率を必要に応じて調節可
能な燃料供給量比率調節弁（５５）が付設されたことを
特徴とするものである。
【０００８】請求項３の発明の燃焼装置の燃焼方法は、
炉壁（８１）に設けられた、８００℃以上の予熱空気
（２ｃ）または、８００℃以上の予熱空気（２ｃ）及び
１次燃料（２ｄ）を噴射可能な空気噴出口（２０）と，
その空気噴出口（２０）に対して、被加熱体（９０）に
近い側および遠い側に設けられた、それぞれ２次燃料
（２ｅ）を噴射可能な近接燃料噴射口（３０）および遠
隔燃料噴射口（４０）と，よりなる、少なくとも１つの
バーナ（１０）を備える燃焼装置であって、炉の燃焼加
熱条件の設定に当って、バーナ（１０）の全体の空気比
を１より僅かに高い値に保持するとともに、近接燃料噴
射口（３０）への燃料供給量と遠隔燃料噴射口（４０）
への燃料供給量との比率を変更することにより、被加熱
体（９０）に近い側を還元性または酸化性のうち任意の
雰囲気に変化させることを特徴とするものである。な
お、空気比とは、燃料を完全燃焼させるための理論的空
気量に対する空気量の比率であり、その値が１より僅か
に高い値とは、燃料の種類によって若干異なるが、未燃
焼成分の発生が実質的に皆無で、燃焼排ガス量が最小限
となる値であり、気体燃料では１．０５程度である。ま
た、上記還元性または酸化性のうち任意の雰囲気にはそ
の還元性と酸化性との中間の状態の雰囲気も含まれる。
上記請求項１乃至３に記載の１次燃料，２次燃料には例
えばガスや重油，灯油等の油が含まれる。
炉壁（８１）に設けられた、８００℃以上の予熱空気
（２ｃ）または、８００℃以上の予熱空気（２ｃ）及び
１次燃料（２ｄ）を噴射可能な空気噴出口（２０）と，
その空気噴出口（２０）に対して、被加熱体（９０）に
近い側および遠い側に設けられた、それぞれ２次燃料
（２ｅ）を噴射可能な近接燃料噴射口（３０）および遠
隔燃料噴射口（４０）と，よりなる、少なくとも１つの
バーナ（１０）を備える燃焼装置であって、炉の燃焼加
熱条件の設定に当って、バーナ（１０）の全体の空気比
を１より僅かに高い値に保持するとともに、近接燃料噴
射口（３０）への燃料供給量と遠隔燃料噴射口（４０）
への燃料供給量との比率を変更することにより、被加熱
体（９０）に近い側を還元性または酸化性のうち任意の
雰囲気に変化させることを特徴とするものである。な
お、空気比とは、燃料を完全燃焼させるための理論的空
気量に対する空気量の比率であり、その値が１より僅か
に高い値とは、燃料の種類によって若干異なるが、未燃
焼成分の発生が実質的に皆無で、燃焼排ガス量が最小限
となる値であり、気体燃料では１．０５程度である。ま
た、上記還元性または酸化性のうち任意の雰囲気にはそ
の還元性と酸化性との中間の状態の雰囲気も含まれる。
上記請求項１乃至３に記載の１次燃料，２次燃料には例
えばガスや重油，灯油等の油が含まれる。
【０００９】また請求項４の発明は、請求項３の発明の
構成に加えて、炉壁（８１，８１）に対をなすよう配置
されたバーナ（１０，１０）の、いずれか一方が稼動
し、他方が休止し、次いで反対に一方が休止し、他方が
稼動することが、所定の時間間隔をおいて交互に繰り返
されることを特徴とするものである。なお、バーナを炉
壁に対をなすよう配置するには、被加熱体を挟んで相対
する平行な炉壁にそれぞれ対をなすよう配置するものだ
けでなく、平行な炉壁のうちいずれか一方の炉壁（両方
でもよい）に隣接して配置するものも含まれる。
構成に加えて、炉壁（８１，８１）に対をなすよう配置
されたバーナ（１０，１０）の、いずれか一方が稼動
し、他方が休止し、次いで反対に一方が休止し、他方が
稼動することが、所定の時間間隔をおいて交互に繰り返
されることを特徴とするものである。なお、バーナを炉
壁に対をなすよう配置するには、被加熱体を挟んで相対
する平行な炉壁にそれぞれ対をなすよう配置するものだ
けでなく、平行な炉壁のうちいずれか一方の炉壁（両方
でもよい）に隣接して配置するものも含まれる。
【００１０】上記の課題を解決するための手段に記載さ
れた括弧内の記号は図面及び後述する発明の実施の形態
に記載された記号に対応するものである。
れた括弧内の記号は図面及び後述する発明の実施の形態
に記載された記号に対応するものである。
【００１１】請求項１，２又は３に記載の発明によれ
ば、必要に応じて、近接燃料噴射口への燃料供給量と、
遠隔燃料噴射口へのそれとの比率を変化させることによ
り、被加熱体に対して実質的に影響を与える、被加熱体
に近い側を酸化性，還元性のいずれかの雰囲気にも変更
可能である。また、同じく比率を変化させることにより
火炎の長さをも変更させることができる。例えば、近接
燃料噴射口への燃料供給量と、遠隔燃料噴射口へのそれ
との比率を５０：５０にすると火炎の長さは短くなり、
比率を０：１００，または１００：０にすると火炎の長
さは長くなる。特に請求項３に記載の発明では、常に炉
全体として空気比が１よりもあまり高くない条件で運転
されるため、熱効率が高い。そのうえ、燃焼排ガス中の
未燃焼成分の発生量が殆ど無いので、環境を汚染するこ
ともない。
ば、必要に応じて、近接燃料噴射口への燃料供給量と、
遠隔燃料噴射口へのそれとの比率を変化させることによ
り、被加熱体に対して実質的に影響を与える、被加熱体
に近い側を酸化性，還元性のいずれかの雰囲気にも変更
可能である。また、同じく比率を変化させることにより
火炎の長さをも変更させることができる。例えば、近接
燃料噴射口への燃料供給量と、遠隔燃料噴射口へのそれ
との比率を５０：５０にすると火炎の長さは短くなり、
比率を０：１００，または１００：０にすると火炎の長
さは長くなる。特に請求項３に記載の発明では、常に炉
全体として空気比が１よりもあまり高くない条件で運転
されるため、熱効率が高い。そのうえ、燃焼排ガス中の
未燃焼成分の発生量が殆ど無いので、環境を汚染するこ
ともない。
【００１２】また請求項４に記載の発明によれば、請求
項１，２又は３に記載の発明の作用効果に加えて、対と
なるバーナの、いずれか一方が稼動し、他方が休止し、
次いで反対に一方が休止し、他方が稼動することが、所
定の時間間隔をおいて交互に繰り返される、いわゆる交
番でバーナが稼動されるので、被加熱体の幅方向の不均
一加熱が平準化され、加熱むらが解消される。
項１，２又は３に記載の発明の作用効果に加えて、対と
なるバーナの、いずれか一方が稼動し、他方が休止し、
次いで反対に一方が休止し、他方が稼動することが、所
定の時間間隔をおいて交互に繰り返される、いわゆる交
番でバーナが稼動されるので、被加熱体の幅方向の不均
一加熱が平準化され、加熱むらが解消される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態例について図
面を参照して説明する。それぞれ図１は本発明の実施の
形態例に係わる燃焼装置を示すものであって、被加熱体
９０に近い側の雰囲気を還元性にした状態を示す断面
図、図２は図１の近接燃料噴射口３０と遠隔燃料噴射口
４０の配置を示す正面図、図３は図１の被加熱体９０に
近い側の雰囲気を酸化性にした状態を示す断面図であ
る。
面を参照して説明する。それぞれ図１は本発明の実施の
形態例に係わる燃焼装置を示すものであって、被加熱体
９０に近い側の雰囲気を還元性にした状態を示す断面
図、図２は図１の近接燃料噴射口３０と遠隔燃料噴射口
４０の配置を示す正面図、図３は図１の被加熱体９０に
近い側の雰囲気を酸化性にした状態を示す断面図であ
る。
【００１４】本発明の実施形態例に係わる燃焼装置は、
例えば鋼片等の被加熱体９０に相対する加熱炉８０の炉
壁８１にバーナ１０が設けられたものであって、バーナ
１０の中心に、８００℃以上の予熱空気２ｃまたは、８
００℃以上の予熱空気２ｃ及び１次燃料２ｄを噴射可能
な空気噴出口２０が設けられている（図では空気噴出口
２０の断面形状は角のものが示されているが、それに限
定されるものではなく、丸であってもよく、また同レベ
ルに複数の空気噴出口を設けてもよい）。その空気噴出
口２０に対して、被加熱体９０に近い側、同レベルに、
２次燃料２ｅを噴射可能な近接燃料噴射口３０，３０
（同レベルに更に複数設けてもよい）が設けられてい
る。さらに、空気噴出口２０に対して、被加熱体９０に
遠い側、同レベルに、同じく２次燃料２ｅを噴射可能な
遠隔燃料噴射口４０，４０（同レベルに更に複数設けて
もよい）が設けられている。１次燃料，２次燃料として
は例えばガスや重油，灯油等の油が使用される。なお８
００℃以上の予熱空気２ｃは蓄熱式バーナ，蓄熱器，あ
るいは換熱器などを使用することによって得ることがで
きる。
例えば鋼片等の被加熱体９０に相対する加熱炉８０の炉
壁８１にバーナ１０が設けられたものであって、バーナ
１０の中心に、８００℃以上の予熱空気２ｃまたは、８
００℃以上の予熱空気２ｃ及び１次燃料２ｄを噴射可能
な空気噴出口２０が設けられている（図では空気噴出口
２０の断面形状は角のものが示されているが、それに限
定されるものではなく、丸であってもよく、また同レベ
ルに複数の空気噴出口を設けてもよい）。その空気噴出
口２０に対して、被加熱体９０に近い側、同レベルに、
２次燃料２ｅを噴射可能な近接燃料噴射口３０，３０
（同レベルに更に複数設けてもよい）が設けられてい
る。さらに、空気噴出口２０に対して、被加熱体９０に
遠い側、同レベルに、同じく２次燃料２ｅを噴射可能な
遠隔燃料噴射口４０，４０（同レベルに更に複数設けて
もよい）が設けられている。１次燃料，２次燃料として
は例えばガスや重油，灯油等の油が使用される。なお８
００℃以上の予熱空気２ｃは蓄熱式バーナ，蓄熱器，あ
るいは換熱器などを使用することによって得ることがで
きる。
【００１５】そのうえ、近接燃料噴射口３０への燃料供
給量を必要に応じて調節可能な第１調節弁３５が付設さ
れ、それとは別に遠隔燃料噴射口４０への燃料供給量を
必要に応じて調節可能な第２調節弁４５が付設されてい
る。すなわち、第１調節弁３５と第２調節弁４５とを別
々に調節して近接燃料噴射口３０への燃料供給量と遠隔
燃料噴射口４０への燃料供給量を異ならしめることがで
きるので、それによって、被加熱体９０に対して実質的
に影響を与える、被加熱体９０に近い側を酸化性または
還元性（この中間性のものも含む）の任意の雰囲気に調
節可能である。なお、第１調節弁３５と第２調節弁４５
の開度設定（０〜１００）は自動でも手動でもよく、コ
ントローラーにより例えば燃焼条件に応じて制御するよ
うにしてもよい。
給量を必要に応じて調節可能な第１調節弁３５が付設さ
れ、それとは別に遠隔燃料噴射口４０への燃料供給量を
必要に応じて調節可能な第２調節弁４５が付設されてい
る。すなわち、第１調節弁３５と第２調節弁４５とを別
々に調節して近接燃料噴射口３０への燃料供給量と遠隔
燃料噴射口４０への燃料供給量を異ならしめることがで
きるので、それによって、被加熱体９０に対して実質的
に影響を与える、被加熱体９０に近い側を酸化性または
還元性（この中間性のものも含む）の任意の雰囲気に調
節可能である。なお、第１調節弁３５と第２調節弁４５
の開度設定（０〜１００）は自動でも手動でもよく、コ
ントローラーにより例えば燃焼条件に応じて制御するよ
うにしてもよい。
【００１６】具体的に説明すると、被加熱体９０に近い
側（表面付近）を還元性雰囲気にする必要がある場合、
近接燃料噴射口３０，３０への燃料供給量Ｑ１の、遠隔
燃料噴射口４０，４０への燃料供給量Ｑ２に対する比率
を増し、例えば図１に示すように、Ｑ１：Ｑ２＝１０
０：０にして運転する。それによって、近接燃料噴射口
３０，３０の側の空気量が不足し、燃焼速度が低下し、
火炎が長くなり、その温度が低下とともに、燃料は不完
全燃焼となり、未燃焼成分が発生する。従って、火炎温
度は低いが、その輻射度が高く、被加熱体９０に近いた
め、熱伝達量は比較的高く、短時間に所望の温度に達す
るが、その到達温度は低く、過熱されて、溶融等を起す
ことはない。雰囲気は還元性となるため、酸化スケール
の生成も抑制される。しかし、空気噴出口２０より供給
される空気量は、バーナ１０全体としては空気比が１よ
り僅かに大きくなるよう供給されているため、部分的に
は未燃焼成分が一旦発生するが、火炎の先端に向かって
空気との混合が進み、最終的には完全に燃焼する。その
ため、燃焼排ガス量も少なく、熱効率が高く、環境を汚
染することもない。なお、燃焼安定化のため、空気噴出
口２０に少量の１次燃料を供給してもよい。図１ではＱ
１：Ｑ２＝１００：０として運転したが、８０：２０，
７０：３０など任意に設定することができる。
側（表面付近）を還元性雰囲気にする必要がある場合、
近接燃料噴射口３０，３０への燃料供給量Ｑ１の、遠隔
燃料噴射口４０，４０への燃料供給量Ｑ２に対する比率
を増し、例えば図１に示すように、Ｑ１：Ｑ２＝１０
０：０にして運転する。それによって、近接燃料噴射口
３０，３０の側の空気量が不足し、燃焼速度が低下し、
火炎が長くなり、その温度が低下とともに、燃料は不完
全燃焼となり、未燃焼成分が発生する。従って、火炎温
度は低いが、その輻射度が高く、被加熱体９０に近いた
め、熱伝達量は比較的高く、短時間に所望の温度に達す
るが、その到達温度は低く、過熱されて、溶融等を起す
ことはない。雰囲気は還元性となるため、酸化スケール
の生成も抑制される。しかし、空気噴出口２０より供給
される空気量は、バーナ１０全体としては空気比が１よ
り僅かに大きくなるよう供給されているため、部分的に
は未燃焼成分が一旦発生するが、火炎の先端に向かって
空気との混合が進み、最終的には完全に燃焼する。その
ため、燃焼排ガス量も少なく、熱効率が高く、環境を汚
染することもない。なお、燃焼安定化のため、空気噴出
口２０に少量の１次燃料を供給してもよい。図１ではＱ
１：Ｑ２＝１００：０として運転したが、８０：２０，
７０：３０など任意に設定することができる。
【００１７】被加熱体９０に近い側（表面付近）を酸化
性雰囲気にする必要がある場合、近接燃料噴射口３０，
３０への燃料供給量Ｑ１と、遠隔燃料噴射口４０，４０
への燃料供給量Ｑ２との比率を低減し、例えば図３に示
すように、Ｑ１：Ｑ２＝０：１００にして運転する。そ
れによって被加熱体９０から遠い遠隔燃料噴射口３０付
近の空気量が不足し、燃焼速度が低下し、火炎が長くな
り、その温度が低く、燃料は不完全燃焼となり、一旦は
未燃焼成分が発生する。他方、被加熱体９０に近い部分
は、近接燃料噴射口３０，３０によって供給される燃料
供給量が少ないため、温度が低く、雰囲気は酸化性とな
る。従って、被加熱体９０への熱伝達量が低く、その温
度の上昇も小さく、主として被加熱体９０の内外の温度
の均一化が進むことになる。また、上述の通り、被加熱
体９０の表面付近は、酸素が高く、酸化性雰囲気となっ
ているため、酸化スケールの生成が進むが、例えば前段
階において弱い還元性雰囲気で生成された薄い酸化スケ
ールに対しては、それを酸化し、その剥離性を増す作用
もある。なお、バーナ１０全体としては空気比が１より
僅かに大きく、最終的には完全に燃焼し、そのため、燃
焼排ガス量も少なく、熱効率が高く、環境を汚染するこ
とがないことは上記と同様である。図３ではＱ１：Ｑ２
＝０：１００として運転したが、２０：８０，３０：７
０など任意に設定することができる。
性雰囲気にする必要がある場合、近接燃料噴射口３０，
３０への燃料供給量Ｑ１と、遠隔燃料噴射口４０，４０
への燃料供給量Ｑ２との比率を低減し、例えば図３に示
すように、Ｑ１：Ｑ２＝０：１００にして運転する。そ
れによって被加熱体９０から遠い遠隔燃料噴射口３０付
近の空気量が不足し、燃焼速度が低下し、火炎が長くな
り、その温度が低く、燃料は不完全燃焼となり、一旦は
未燃焼成分が発生する。他方、被加熱体９０に近い部分
は、近接燃料噴射口３０，３０によって供給される燃料
供給量が少ないため、温度が低く、雰囲気は酸化性とな
る。従って、被加熱体９０への熱伝達量が低く、その温
度の上昇も小さく、主として被加熱体９０の内外の温度
の均一化が進むことになる。また、上述の通り、被加熱
体９０の表面付近は、酸素が高く、酸化性雰囲気となっ
ているため、酸化スケールの生成が進むが、例えば前段
階において弱い還元性雰囲気で生成された薄い酸化スケ
ールに対しては、それを酸化し、その剥離性を増す作用
もある。なお、バーナ１０全体としては空気比が１より
僅かに大きく、最終的には完全に燃焼し、そのため、燃
焼排ガス量も少なく、熱効率が高く、環境を汚染するこ
とがないことは上記と同様である。図３ではＱ１：Ｑ２
＝０：１００として運転したが、２０：８０，３０：７
０など任意に設定することができる。
【００１８】被加熱体９０に近い側（表面付近）を中間
の雰囲気にする場合、近接燃料噴射口３０，３０への燃
料供給量Ｑ１と、遠隔燃料噴射口４０，４０への燃料供
給量Ｑ２との比率を、例えば図４に示すように、Ｑ１：
Ｑ２＝５０：５０にして運転する。それによって両燃料
噴射口３０，４０ともに、噴射口３０，４０近くは空気
量が不足し、弱い還元性雰囲気になるが、火炎の先端に
向かうに従って、空気噴出口２０より供給される空気と
の混合が進み、酸化性雰囲気になり、未燃焼成分も完全
に燃焼する。従って、火炎が被加熱体９０に近く、燃焼
速度も高く、火炎の温度が高いため、被加熱体９０に対
する熱伝達量は高く、短時間に所望の温度に達するが、
過熱されて、溶融等を起すおそれもある。また、雰囲気
には酸素も残存するため、高温に加熱されると、酸化ス
ケールが生成する。また、火炎の長さは短い。なお、熱
効率が高いこと、環境を汚染することがないこと等は上
述の２つの場合（還元性雰囲気にする必要がある場合
（図１），酸化性雰囲気にする必要がある場合（図
３））と同様である。
の雰囲気にする場合、近接燃料噴射口３０，３０への燃
料供給量Ｑ１と、遠隔燃料噴射口４０，４０への燃料供
給量Ｑ２との比率を、例えば図４に示すように、Ｑ１：
Ｑ２＝５０：５０にして運転する。それによって両燃料
噴射口３０，４０ともに、噴射口３０，４０近くは空気
量が不足し、弱い還元性雰囲気になるが、火炎の先端に
向かうに従って、空気噴出口２０より供給される空気と
の混合が進み、酸化性雰囲気になり、未燃焼成分も完全
に燃焼する。従って、火炎が被加熱体９０に近く、燃焼
速度も高く、火炎の温度が高いため、被加熱体９０に対
する熱伝達量は高く、短時間に所望の温度に達するが、
過熱されて、溶融等を起すおそれもある。また、雰囲気
には酸素も残存するため、高温に加熱されると、酸化ス
ケールが生成する。また、火炎の長さは短い。なお、熱
効率が高いこと、環境を汚染することがないこと等は上
述の２つの場合（還元性雰囲気にする必要がある場合
（図１），酸化性雰囲気にする必要がある場合（図
３））と同様である。
【００１９】さらに、上述の３つの場合共、一方のバー
ナ１０のみでは、火炎温度・形状、雰囲気等に分布があ
り、それによって被加熱体９０の幅方向の不均一加熱が
生じるおそれがあるときには、図５に示すように、相対
する炉壁８１，８１に設けられた、対となるバーナ１
０，１０の、いずれか一方が稼動し、他方が休止し、次
いで反対に一方が休止し、他方が稼動することが、所定
の時間間隔をおいて交互に繰返されるよう運転されるよ
うにしてもよい。そうすれば、被加熱体の幅方向の不均
一加熱が平準化され、加熱むらが解消される。なお、バ
ーナ１０，１０を被加熱体９０を挟んで相対する平行な
炉壁８１，８１にそれぞれ対をなすよう配置するものだ
けでなく、平行な炉壁８１，８１のうちいずれか一方の
炉壁８１（両方でもよい）に隣接して配置するようにし
てもよい。
ナ１０のみでは、火炎温度・形状、雰囲気等に分布があ
り、それによって被加熱体９０の幅方向の不均一加熱が
生じるおそれがあるときには、図５に示すように、相対
する炉壁８１，８１に設けられた、対となるバーナ１
０，１０の、いずれか一方が稼動し、他方が休止し、次
いで反対に一方が休止し、他方が稼動することが、所定
の時間間隔をおいて交互に繰返されるよう運転されるよ
うにしてもよい。そうすれば、被加熱体の幅方向の不均
一加熱が平準化され、加熱むらが解消される。なお、バ
ーナ１０，１０を被加熱体９０を挟んで相対する平行な
炉壁８１，８１にそれぞれ対をなすよう配置するものだ
けでなく、平行な炉壁８１，８１のうちいずれか一方の
炉壁８１（両方でもよい）に隣接して配置するようにし
てもよい。
【００２０】上記構成は、図６に示すように、加熱炉８
０が、被加熱体９０の移動方向に、略中間の雰囲気で被
加熱体９０を予熱する予熱帯Ｐと，還元雰囲気で被加熱
体９０を加熱する加熱帯Ｈと，酸化性雰囲気で被加熱体
９０内の温度を均一化する均熱帯Ｕと，の３帯域に区画
されたものに対しても適用可能である。その場合、例え
ば、予熱帯Ｐにおいては、近接燃料噴射口３０への燃料
供給量が、遠隔燃料噴射口４０へのそれに略等しいか、
加熱帯Ｈに近づくに従ってそれよりも大きくなるよう設
定され、加熱帯Ｈにおいては、近接燃料噴射口３０への
燃料供給量が、遠隔燃料噴射口４０へのそれよりも大き
くなるよう設定され、均熱帯Ｕにおいては、近接燃料噴
射口３０への燃料供給量が、遠隔燃料噴射口４０へのそ
れよりも小さくなるよう設定されることによって、各帯
域を通過する被加熱体９０は、入口から出口に向って移
動するにつれて、加熱目的に応じた最適の熱伝達量を受
けるとともに、最適の雰囲気に保持されるようになる。
０が、被加熱体９０の移動方向に、略中間の雰囲気で被
加熱体９０を予熱する予熱帯Ｐと，還元雰囲気で被加熱
体９０を加熱する加熱帯Ｈと，酸化性雰囲気で被加熱体
９０内の温度を均一化する均熱帯Ｕと，の３帯域に区画
されたものに対しても適用可能である。その場合、例え
ば、予熱帯Ｐにおいては、近接燃料噴射口３０への燃料
供給量が、遠隔燃料噴射口４０へのそれに略等しいか、
加熱帯Ｈに近づくに従ってそれよりも大きくなるよう設
定され、加熱帯Ｈにおいては、近接燃料噴射口３０への
燃料供給量が、遠隔燃料噴射口４０へのそれよりも大き
くなるよう設定され、均熱帯Ｕにおいては、近接燃料噴
射口３０への燃料供給量が、遠隔燃料噴射口４０へのそ
れよりも小さくなるよう設定されることによって、各帯
域を通過する被加熱体９０は、入口から出口に向って移
動するにつれて、加熱目的に応じた最適の熱伝達量を受
けるとともに、最適の雰囲気に保持されるようになる。
【００２１】本実施形態では、近接燃料噴射口３０への
燃料供給量を必要に応じて調節可能な第１調節弁３５
と、それとは別に遠隔燃料噴射口４０への燃料供給量を
必要に応じて調節可能な第２調節弁４５をそれぞれ付設
したものであるが、これにかえて、図７に示すように、
燃料供給量比率調節弁５５を使用して、第１調節弁３５
と第２調節弁４５の働きを１つの弁で行えるようにし、
近接燃料噴射口３０および遠隔燃料噴射口４０への燃料
供給量の比率を必要に応じて調節可能にしてもよい。そ
れによって、被加熱体９０に対して実質的に影響を与え
る、被加熱体９０に近い側を酸化性または還元性（この
中間性のものも含む）の任意の雰囲気に調節可能であ
る。なお、燃料供給量比率調節弁５５の開度設定（０〜
１００）は自動でも手動でもよく、コントローラーによ
り例えば燃焼条件に応じて制御するようにしてもよい。
燃料供給量を必要に応じて調節可能な第１調節弁３５
と、それとは別に遠隔燃料噴射口４０への燃料供給量を
必要に応じて調節可能な第２調節弁４５をそれぞれ付設
したものであるが、これにかえて、図７に示すように、
燃料供給量比率調節弁５５を使用して、第１調節弁３５
と第２調節弁４５の働きを１つの弁で行えるようにし、
近接燃料噴射口３０および遠隔燃料噴射口４０への燃料
供給量の比率を必要に応じて調節可能にしてもよい。そ
れによって、被加熱体９０に対して実質的に影響を与え
る、被加熱体９０に近い側を酸化性または還元性（この
中間性のものも含む）の任意の雰囲気に調節可能であ
る。なお、燃料供給量比率調節弁５５の開度設定（０〜
１００）は自動でも手動でもよく、コントローラーによ
り例えば燃焼条件に応じて制御するようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上のとおり請求項１，２又は３に記載
の発明によれば、必要に応じて、近接燃料噴射口への燃
料供給量と、遠隔燃料噴射口へのそれとの比率を変化さ
せることにより、被加熱体に対して実質的に影響を与え
る、被加熱体に近い側を酸化性，還元性のいずれかの雰
囲気にも変更可能である。また、同様に比率を変化させ
ることによって火炎の長さも変更可能である。特に請求
項３に記載の発明では、常に炉全体として空気比が１よ
りもあまり高くない条件で運転されるため、熱効率が高
い。そのうえ、燃焼排ガス中の未燃焼成分の発生量が殆
ど無いので、環境を汚染することもない。
の発明によれば、必要に応じて、近接燃料噴射口への燃
料供給量と、遠隔燃料噴射口へのそれとの比率を変化さ
せることにより、被加熱体に対して実質的に影響を与え
る、被加熱体に近い側を酸化性，還元性のいずれかの雰
囲気にも変更可能である。また、同様に比率を変化させ
ることによって火炎の長さも変更可能である。特に請求
項３に記載の発明では、常に炉全体として空気比が１よ
りもあまり高くない条件で運転されるため、熱効率が高
い。そのうえ、燃焼排ガス中の未燃焼成分の発生量が殆
ど無いので、環境を汚染することもない。
【００２３】請求項４に記載の発明によれば、請求項
１，２又は３に記載の発明の作用効果に加えて、いわゆ
る交番でバーナが稼動されるので、被加熱体の幅方向の
不均一加熱が平準化され、加熱むらが解消される。
１，２又は３に記載の発明の作用効果に加えて、いわゆ
る交番でバーナが稼動されるので、被加熱体の幅方向の
不均一加熱が平準化され、加熱むらが解消される。
【図１】本発明の実施の形態例に係わる燃焼装置を示す
ものであって、被加熱体９０に近い側の雰囲気を還元性
にした状態を示す断面図である。
ものであって、被加熱体９０に近い側の雰囲気を還元性
にした状態を示す断面図である。
【図２】図１の近接燃料噴射口３０と遠隔燃料噴射口４
０の配置を示す正面図である。
０の配置を示す正面図である。
【図３】図１の被加熱体９０に近い側の雰囲気を酸化性
にした状態を示す断面図である。
にした状態を示す断面図である。
【図４】図１の被加熱体９０に近い側の雰囲気を中間の
状態にした場合を示す断面図である。
状態にした場合を示す断面図である。
【図５】図１に示す燃焼装置を被加熱体９０を挾んで対
に配置したものであって、被加熱体９０に近い側の雰囲
気を還元性にした状態を示す断面図である。
に配置したものであって、被加熱体９０に近い側の雰囲
気を還元性にした状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態例に係わる燃焼装置が適用
可能な加熱炉８０の一例を示す側断面図である。
可能な加熱炉８０の一例を示す側断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態例に係わる燃焼装置を
示すものであって、被加熱体９０に近い側の雰囲気を還
元性にした状態を示す断面図である。
示すものであって、被加熱体９０に近い側の雰囲気を還
元性にした状態を示す断面図である。
【図８】従来例を示す断面図である。
【図９】図８の燃料噴射口２ｂの配置を示す正面図であ
る。
る。
１ 加熱炉 １ａ 炉壁 ２ バーナ ２ａ 空気噴出口 ２ｂ 燃料噴射口 ２ｃ 空気 ２ｄ １次燃料 ２ｅ ２次燃料 １０ バーナ ２０ 空気噴出口 ３０ 近接燃料噴射口 ３５ 第１調節弁 ４０ 遠隔燃料噴射口 ４５ 第２調節弁 ５５ 燃料供給量比率調節弁 ８０ 加熱炉 ８１ 炉壁 ９０ 被加熱体 Ｑ１ 燃料供給量 Ｑ２ 燃料供給量 Ｐ 予熱帯 Ｈ 加熱帯 Ｕ 均熱帯
Claims (4)
- 【請求項１】炉壁に設けられた、８００℃以上の予熱空
気または、８００℃以上の予熱空気及び１次燃料を噴射
可能な空気噴出口と，その空気噴出口に対して、被加熱
体に近い側および遠い側に設けられた、それぞれ２次燃
料を噴射可能な近接燃料噴射口および遠隔燃料噴射口
と，よりなる、少なくとも１つのバーナを備えるととも
に、被加熱体に近い側の雰囲気を酸化性または還元性の
うち任意の状態に調節可能に、近接燃料噴射口への燃料
供給量を必要に応じて調節可能な第１調節弁が付設さ
れ、かつ遠隔燃料噴射口への燃料供給量を必要に応じて
調節可能な第２調節弁が付設されたことを特徴とする燃
焼装置。 - 【請求項２】炉壁に設けられた、８００℃以上の予熱空
気または、８００℃以上の予熱空気及び１次燃料を噴射
可能な空気噴出口と，その空気噴出口に対して、被加熱
体に近い側および遠い側に設けられた、それぞれ２次燃
料を噴射可能な近接燃料噴射口および遠隔燃料噴射口
と，よりなる、少なくとも１つのバーナを備えるととも
に、被加熱体に近い側の雰囲気を酸化性または還元性の
うち任意の状態に調節可能に、近接燃料噴射口および遠
隔燃料噴射口への燃料供給量の比率を必要に応じて調節
可能な燃料供給量比率調節弁が付設されたことを特徴と
する燃焼装置。 - 【請求項３】炉壁に設けられた、８００℃以上の予熱空
気または、８００℃以上の予熱空気及び１次燃料を噴射
可能な空気噴出口と，その空気噴出口に対して、被加熱
体に近い側および遠い側に設けられた、それぞれ２次燃
料を噴射可能な近接燃料噴射口および遠隔燃料噴射口
と，よりなる、少なくとも１つのバーナを備える燃焼装
置であって、炉の燃焼加熱条件の設定に当って、バーナ
の全体の空気比を１より僅かに高い値に保持するととも
に、近接燃料噴射口への燃料供給量と遠隔燃料噴射口へ
の燃料供給量との比率を変更することにより、被加熱体
に近い側を還元性または酸化性のうち任意の雰囲気に変
化させることを特徴とする燃焼装置の燃焼方法。 - 【請求項４】炉壁に対をなすよう配置された前記バーナ
の、いずれか一方が稼動し、他方が休止し、次いで反対
に一方が休止し、他方が稼動することが、所定の時間間
隔をおいて交互に繰り返されることを特徴とする請求項
３に記載の燃焼装置の燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9041674A JPH10219355A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 燃焼装置およびその燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9041674A JPH10219355A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 燃焼装置およびその燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10219355A true JPH10219355A (ja) | 1998-08-18 |
Family
ID=12614968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9041674A Pending JPH10219355A (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 燃焼装置およびその燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10219355A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011038741A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Sanken Sangyo Co Ltd | 直接噴射式リジェネバーナ |
-
1997
- 1997-02-10 JP JP9041674A patent/JPH10219355A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011038741A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Sanken Sangyo Co Ltd | 直接噴射式リジェネバーナ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1213535B1 (en) | Combustion apparatus | |
| JPH01300103A (ja) | 炉内燃焼方法 | |
| CA2197148C (en) | Combustion burner and combustion method thereof in furnace | |
| EP0878681A2 (en) | Firing control apparatus and firing control method | |
| JPH08208240A (ja) | ガラス溶解炉 | |
| JPH01167591A (ja) | 炉内燃焼方法 | |
| TWI551824B (zh) | 燃燒裝置的燃燒控制方法 | |
| CN100572914C (zh) | 生成非对称火焰的分级燃烧方法 | |
| US5931653A (en) | Low nitrogen oxide burner and burning method | |
| JP3184774B2 (ja) | 連続加熱炉 | |
| KR101729201B1 (ko) | 순산소 연소 버너 | |
| JPH10219355A (ja) | 燃焼装置およびその燃焼方法 | |
| RU2387924C2 (ru) | Способ ступенчатого сжигания топлива в кислородсодержащей атмосфере с использованием предварительно нагретых реагентов | |
| JP2021081093A (ja) | バーナー装置及び加熱処理設備 | |
| JP2004077007A (ja) | 連続式加熱炉及びその操業方法 | |
| US20200240634A1 (en) | Method and burner assembly for combusting a fuel gas with an oxidant | |
| JP3709775B2 (ja) | 蓄熱式バーナおよびその燃焼方法 | |
| JP4033127B2 (ja) | 管状火炎バーナの燃焼制御方法 | |
| JP3709768B2 (ja) | 蓄熱式バーナおよび蓄熱式バーナの燃焼方法 | |
| JP3656930B2 (ja) | 工業炉 | |
| JP3371652B2 (ja) | 加熱炉 | |
| JP2004093122A (ja) | 鋼材加熱設備及び操業方法 | |
| RU2186130C2 (ru) | Способ отопления печи | |
| JP2005213586A (ja) | 直接火焔加熱型無酸化炉のアフターバーン制御方法及び装置 | |
| CN114963175A (zh) | 一种火焰呈扁平状的高速低氮燃烧器及其燃烧方法 |