(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱体を具備する対となったバーナーを炉内において交互に燃焼させつつ、非燃焼状態のバーナーから炉内の燃焼排ガスを吸気して該バーナーの蓄熱体に熱を蓄熱させ、燃焼状態のバーナーに所定量の燃焼用ガスを供給して該バーナーの蓄熱体を冷却すると共に該蓄熱体の放熱により該燃焼用ガスを予熱する蓄熱式バーナーの燃焼設備であって、
前記燃焼状態のバーナーに、前記所定量の燃焼用ガスと共に燃焼に外乱を与えない非燃焼用ガスを供給して、該バーナーの蓄熱体を冷却するガス供給装置と、
前記非燃焼状態のバーナーから吸気されずに残存した燃焼排ガスを炉外に排気する排気ラインと、
前記排気ラインから排気された前記燃焼排ガスを冷却すると共に熱回収する冷却・熱回収器と、
前記熱回収された前記燃焼排ガスを前記非燃焼用ガスとして前記ガス供給装置に供給すると共に、前記ガス供給装置に供給しない前記熱回収された前記燃焼排ガスの残部を外部に放出する非燃焼用ガス供給装置とを有することを特徴とする蓄熱式バーナーの燃焼設備。
【請求項２】
蓄熱体を具備する対となったバーナーを炉内において交互に燃焼させつつ、非燃焼状態のバーナーから炉内の燃焼排ガスを吸気して該バーナーの蓄熱体に熱を蓄熱させ、燃焼状態のバーナーに所定量の燃焼用ガスを供給して該バーナーの蓄熱体を冷却すると共に該蓄熱体の放熱により該燃焼用ガスを予熱する蓄熱式バーナーの燃焼設備であって、
前記燃焼状態のバーナーに、前記所定量の燃焼用ガスと共に燃焼に外乱を与えない非燃焼用ガスを供給して、該バーナーの蓄熱体を冷却するガス供給装置と、
前記非燃焼状態のバーナーから吸気されずに残存した燃焼排ガスを炉外に排気する排気ラインと、
前記排気ラインから排気された前記燃焼排ガスを冷却すると共に熱回収して水蒸気を生成するボイラーと、
前記熱回収された前記燃焼排ガス、または、前記熱回収された前記燃焼排ガス及び前記生成された前記水蒸気を前記非燃焼用ガスとして前記ガス供給装置に供給すると共に、前記ガス供給装置に供給しない前記熱回収された前記燃焼排ガスの残部を外部に放出する第２非燃焼用ガス供給装置とを有することを特徴とする蓄熱式バーナーの燃焼設備。
【請求項３】
不活性ガスを前記非燃焼用ガスとして前記ガス供給装置に供給する第３非燃焼用ガス供給装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱式バーナーの燃焼設備。
【請求項４】
蓄熱体を具備する対となったバーナーを炉内において交互に燃焼させつつ、非燃焼状態のバーナーから炉内の燃焼排ガスを吸気して該バーナーの蓄熱体に熱を蓄熱させ、燃焼状態のバーナーに所定量の燃焼用ガスを供給して該バーナーの蓄熱体を冷却すると共に該蓄熱体の放熱により該燃焼用ガスを予熱する蓄熱式バーナーの燃焼方法であって、
前記燃焼状態のバーナーに、前記所定量の燃焼用ガスと共に燃焼に外乱を与えない非燃焼用ガスを供給して、該バーナーの蓄熱体を冷却するガス供給工程と、
前記非燃焼状態のバーナーから吸気されずに残存した燃焼排ガスを炉外に排気する排気工程と、
前記排気工程で排気された前記燃焼排ガスを冷却すると共に熱回収する冷却・熱回収工程と、
前記熱回収された前記燃焼排ガスを前記非燃焼用ガスとして前記ガス供給工程に供給すると共に、前記ガス供給工程に供給しない前記熱回収された前記燃焼排ガスの残部を外部に放出する非燃焼用ガス供給工程とを有することを特徴とする蓄熱式バーナーの燃焼方法。
【請求項５】
蓄熱体を具備する対となったバーナーを炉内において交互に燃焼させつつ、非燃焼状態のバーナーから炉内の燃焼排ガスを吸気して該バーナーの蓄熱体に熱を蓄熱させ、燃焼状態のバーナーに所定量の燃焼用ガスを供給して該バーナーの蓄熱体を冷却すると共に該蓄熱体の放熱により該燃焼用ガスを予熱する蓄熱式バーナーの燃焼方法であって、
前記燃焼状態のバーナーに、前記所定量の燃焼用ガスと共に燃焼に外乱を与えない非燃焼用ガスを供給して、該バーナーの蓄熱体を冷却するガス供給工程と、
前記非燃焼状態のバーナーから吸気されずに残存した燃焼排ガスを炉外に排気する排気工程と、
前記排気工程で排気された前記燃焼排ガスを冷却すると共に熱回収して水蒸気を生成する冷却・熱回収工程と、
前記熱回収された前記燃焼排ガス、または、前記熱回収された前記燃焼排ガス及び前記生成された前記水蒸気を前記非燃焼用ガスとして前記ガス供給工程に供給すると共に、前記ガス供給工程に供給しない前記熱回収された前記燃焼排ガスの残部を外部に放出する第２非燃焼用ガス供給工程とを有することを特徴とする蓄熱式バーナーの燃焼方法。
【請求項６】
不活性ガスを前記非燃焼用ガスとして前記ガス供給装置に供給する第３非燃焼用ガス供給工程を有することを特徴とする請求項４または５に記載の蓄熱式バーナーの燃焼方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱式バーナーの燃焼設備及び燃焼方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業用炉の省エネルギー化のために考案された蓄熱式バーナー（リジェネレイティブバーナー）は、蓄熱体を具備した一対のバーナーを炉側壁等に設け、一方のバーナーで燃料ガスと酸素を含む燃焼用ガス（燃焼用空気）の混合ガスを燃焼させているとき、他方のバーナーから燃焼排ガスを、蓄熱体を通して排出させることによって蓄熱体を加熱する。そして、数十秒〜数分の間隔でその両バーナーの状態を頻繁に交代させることにより、燃焼と燃焼排ガスの排出とが交互に行われるようにし、燃焼排ガスにより加熱された蓄熱体を燃焼用空気が通過する際に予熱される。これにより、高い排熱回収効率が達成され、省エネルギー化を図るようにしている。この蓄熱式バーナーを用いた燃焼設備としては、例えば下記特許文献１に記載のリジェネバーナー設置炉が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記燃焼設備においては、炉内で発生する燃焼排ガスの全てを蓄熱体に流すことはできない。すなわち、燃焼用空気の供給量よりも燃焼排ガスの発生量が大きいため、燃焼用排ガスにより蓄熱体に蓄熱された熱を、燃焼用空気の予熱によって全て放熱することができずに、蓄熱体の温度過昇となって焼損してしまう虞があるためである。
このため、従来では蓄熱体の温度過昇を避けるために、燃焼排ガスの総発生量の約２０％をエスケープガスとして、蓄熱体を通さずに高温のまま系外に放出している。しかし、エスケープガスの放出は、排熱回収効率及び省エネルギー化の観点からは好ましくない。
エスケープガスの放出量を低減させるためには、蓄熱体の温度過昇を防止する必要がある。例えば燃焼時間（放熱時間）を非燃焼時間（蓄熱時間）よりも長くするように時間差をつけた運転をする手法が考えられるが、この手法はマスバランスが取れないため不可能である。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エスケープガスの放出量を低減させ、高い排熱回収効率及び省エネルギー化を図ることのできる蓄熱式バーナーの燃焼設備及び燃焼方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、蓄熱体を具備する対となったバーナーを炉内において交互に燃焼させつつ、非燃焼状態のバーナーから炉内の燃焼排ガスを吸気して該バーナーの蓄熱体に熱を蓄熱させ、燃焼状態のバーナーに所定量の燃焼用ガスを供給して該バーナーの蓄熱体を冷却すると共に該蓄熱体の放熱により該燃焼用ガスを予熱する蓄熱式バーナーの燃焼設備であって、上記燃焼状態のバーナーに、上記所定量の燃焼用ガスと共に燃焼に外乱を与えない非燃焼用ガスを供給して、該バーナーの蓄熱体を冷却するガス供給装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、従来の所定量の燃焼用ガスによる蓄熱体の冷却に加えて、燃焼に寄与しない非燃焼用ガスによる蓄熱体の冷却を行う。これにより、蓄熱体の放熱量を増加させて、蓄熱体の温度過昇を防止する。蓄熱体の放熱量が増加すると、その放熱量にみあった熱量を蓄熱体が蓄熱可能となるため、従来よりも燃焼排ガスを蓄熱体に対して流すことができ、結果、エスケープガスの放出量を低減させることができる。また、非燃焼用ガスは燃焼に寄与しないので、非燃焼用ガスの供給量以上に燃焼排ガスの発生量が増加することはない。
【０００７】
また、本発明においては、上記非燃焼状態のバーナーから吸気されずに残存した燃焼排ガスを炉外に排気する排気ラインと、上記排気ラインから排気された上記燃焼排ガスを冷却すると共に熱回収する冷却・熱回収器と、上記熱回収された上記燃焼排ガスを上記非燃焼用ガスとして上記ガス供給装置に供給する非燃焼用ガス供給装置とを有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、非燃焼状態のバーナーから吸気されずに残存した燃焼排ガスを排気ラインから炉外に排出した後に熱回収し、温度が下がった状態の燃焼排ガスを、蓄熱体を冷却する非燃焼用ガスとしてガス供給装置に供給する。これにより、蓄熱体の放熱量を増加させて、蓄熱体の温度過昇を防止する。また、燃焼排ガスの循環により系内の窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を低減できる。
【０００８】
また、本発明においては、上記非燃焼状態のバーナーから吸気されずに残存した燃焼排ガスを炉外に排気する排気ラインと、上記排気ラインから排気された上記燃焼排ガスを冷却すると共に熱回収して水蒸気を生成するボイラーと、上記熱回収された上記燃焼排ガス及び上記生成された上記水蒸気の少なくともいずれか一方を上記非燃焼用ガスとして上記ガス供給装置に供給する第２非燃焼用ガス供給装置とを有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、非燃焼状態のバーナーから吸気されずに残存した燃焼排ガスを排気ラインから炉外に排出した後に熱回収して水蒸気を生成し、温度が下がった状態の燃焼排ガス及び生成した水蒸気の少なくともいずれか一方を、蓄熱体を冷却する非燃焼用ガスとしてガス供給装置に供給する。これにより、蓄熱体の放熱量を増加させて、蓄熱体の温度過昇を防止する。また、燃焼排ガスの循環、水蒸気の供給により系内の窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を低減できる。
【０００９】
また、本発明においては、不活性ガスを上記非燃焼用ガスとして上記ガス供給装置に供給する第３非燃焼用ガス供給装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、従来の所定量の燃焼用ガスによる蓄熱体の冷却に加えて、燃焼に寄与しない不活性ガスによる蓄熱体の冷却を行う。これにより、蓄熱体の放熱量を増加させて、蓄熱体の温度過昇を防止する。
【００１０】
また、本発明においては、蓄熱体を具備する対となったバーナーを炉内において交互に燃焼させつつ、非燃焼状態のバーナーから炉内の燃焼排ガスを吸気して該バーナーの蓄熱体に熱を蓄熱させ、燃焼状態のバーナーに所定量の燃焼用ガスを供給して該バーナーの蓄熱体を冷却すると共に該蓄熱体の放熱により該燃焼用ガスを予熱する蓄熱式バーナーの燃焼方法であって、上記燃焼状態のバーナーに、上記所定量の燃焼用ガスと共に燃焼に外乱を与えない非燃焼用ガスを供給して、該バーナーの蓄熱体を冷却するガス供給工程を有するという手法を採用する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蓄熱体を具備する対となったバーナーを炉内において交互に燃焼させつつ、非燃焼状態のバーナーから炉内の燃焼排ガスを吸気して該バーナーの蓄熱体に熱を蓄熱させ、燃焼状態のバーナーに所定量の燃焼用ガスを供給して該バーナーの蓄熱体を冷却すると共に該蓄熱体の放熱により該燃焼用ガスを予熱する蓄熱式バーナーの燃焼設備であって、上記燃焼状態のバーナーに、上記所定量の燃焼用ガスと共に燃焼に外乱を与えない非燃焼用ガスを供給して、該バーナーの蓄熱体を冷却するガス供給装置を有するという構成を採用することによって、従来の所定量の燃焼用ガスによる蓄熱体の冷却に加えて、燃焼に寄与しない非燃焼用ガスによる蓄熱体の冷却を行う。これにより、蓄熱体の放熱量を増加させて、蓄熱体の温度過昇を防止する。蓄熱体の放熱量が増加すると、その放熱量にみあった熱量を蓄熱体が蓄熱可能となるため、従来よりも燃焼排ガスを蓄熱体に対して流すことができ、結果、エスケープガスの放出量を低減させることができる。また、非燃焼用ガスは燃焼に寄与しないので、非燃焼用ガスの供給量以上に燃焼排ガスの発生量が増加することはない。
したがって、本発明では、エスケープガスの放出量を低減させ、高い排熱回収効率及び省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における蓄熱式バーナーを用いた加熱炉の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における蓄熱式バーナーを用いた加熱炉の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の蓄熱式バーナーの燃焼設備及び燃焼方法の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明の実施形態における加熱炉１の構成を示す図である。
加熱炉（蓄熱式バーナーの燃焼設備）１は、耐熱性コンクリート等の耐火物で形成された炉壁で囲まれた炉体２を有する。炉体２内には、鋼材等の被熱処理品が配置される。
炉体２の側壁には、１組の蓄熱式バーナー（リジェネレイティブバーナー：Ｒegenerative Burner）１０が設けられている。蓄熱式バーナー１０は、対となったバーナー１１Ａ及びバーナー１１Ｂを備える。蓄熱式バーナー１０は、対となったバーナー１１Ａ及びバーナー１１Ｂに交互に燃焼と吸気を行わせる構成となっている（図１及び図２参照）。また、炉内には、炉内の圧力を計測する炉圧センサ及び炉温センサが設けられ、その計測情報は、制御装置（ともに不図示）に送られる。制御装置は、加熱炉１が備える各構成装置の動作を統括的に制御するコンピュータシステムを備え、加熱炉１の運転全般を制御する。
【００１５】
バーナー１１Ａには蓄熱体１２Ａが、バーナー１１Ｂには蓄熱体１２Ｂが設けられている。蓄熱体１２Ａ及び蓄熱体１２Ｂには、例えばセラミックスボールを充填した形態や、セラミックスをハニカム状にした形態等が採用される。
バーナー１１Ａ及びバーナー１１Ｂには、燃料ガスを供給する第１ガス供給ライン２０と、燃焼用空気（燃焼用ガス）と共に後述する非燃焼用ガス（燃焼排ガス）を供給する第２ガス供給ライン３０とが連結されている。第２ガス供給ライン３０は、燃焼用ブロア（ガス供給装置）３１によって圧送されてくるガスを蓄熱体１２Ａ，１２Ｂを通過して各バーナー１１Ａ，１１Ｂに供給するように配管される。
【００１６】
第１ガス供給ライン２０には、ガスの供給をバーナー１１Ａあるいはバーナー１１Ｂに切り替える制御弁２２Ａ，２２Ｂが設けられる。また、第２ガス供給ライン３０には、燃焼用ブロア３１によるガスの供給を、バーナー１１Ａあるいはバーナー１１Ｂに切り替える制御弁３２Ａ，３２Ｂが設けられる。この構成により、バーナー１１Ａ，１１Ｂは、供給された燃料ガスに所定量の燃焼用空気を混合して燃焼させるとともに、流量調整によって燃焼状態及び炉内温度を制御する。
【００１７】
また、バーナー１１Ａ及びバーナー１１Ｂには、炉内で発生した燃焼排ガスを吸気して炉外に排気する排ガスライン４０が連結されている。排ガスライン４０は、排気ファン４１によって吸気したガスを蓄熱体１２Ａ，１２Ｂを通過して、外部に放出させるように配管される。排ガスライン４０には、排気ファン４１によるガス吸気を、バーナー１１Ａあるいはバーナー１１Ｂからに切り替える制御弁４２Ａ，４２Ｂが設けられる。
【００１８】
炉体２には、炉内の燃焼排ガスの一部（エスケープガス）をバーナー１１Ａ，１１Ｂを通さずに、炉外に排気するエスケープガスライン（排気ライン）５０が設けられている。エスケープガスライン５０には、エスケープガスとして炉外に排気された燃焼排ガスを冷却すると共に熱回収する冷却・熱回収器５１が設けられている。本実施形態の冷却・熱回収器５１は、燃焼排ガスと水との間で熱交換させて水蒸気を生成するボイラーの形態を採用する。なお、冷却・熱回収器５１の形態としては、シェル＆チューブ型熱交換器、プレートフィン型熱交換器等、周知のものが採用できる。
【００１９】
また、エスケープガスライン５０の冷却・熱回収器５１が設けられる位置より下流側には、熱回収された燃焼排ガスの一部を、エスケープガス返送ライン６１を介して燃焼用ブロア３１に供給すると共に、熱回収された燃焼排ガスの残部を外部に放出する非燃焼用ガス供給装置６０が設けられている。非燃焼用ガス供給装置６０は、ブロア等の圧送手段、燃焼排ガスの返送流量を制御するための流量制御装置、及び配管等（ともに図示せず）を含んで構成されている。
【００２０】
次に、上記構成の加熱炉１の動作について説明する。
炉内に鉄やステンレス等の鋼材が搬入されると、制御装置からの指令に基づいて、図１に示すように、制御弁２２Ａ及び制御弁３２Ａを開放状態させて、バーナー１１Ａを燃焼状態とさせる。このとき、制御弁２２Ｂ及び制御弁３２Ｂは、閉塞状態とさせる。
バーナー１１Ａの燃焼により、炉内が加熱されると、その燃焼排ガスは、非燃焼状態のバーナー１１Ｂから吸気される。このとき、制御弁４２Ｂは開放状態とされ、一方、制御弁４２Ａは閉塞状態とされている。バーナー１１Ｂから吸気された燃焼排ガス（約１２００℃程度）は、蓄熱体１２Ｂを通過することで熱を奪われて冷やされ、外部に放出される。このとき、蓄熱体１２Ｂは、燃焼排ガスの通過による蓄熱で、約２５０℃程度から約１２００℃程度まで昇温する。
【００２１】
設定時間（例えば、３０秒）が経過すると、制御装置からの指令に基づいて、図２に示すように、バーナー１１Ａからバーナー１１Ｂに燃焼を切り替える。すなわち、制御弁２２Ａ及び制御弁３２Ａを閉塞状態とさせ、一方、制御弁２２Ｂ及び制御弁３２Ｂを開放状態とさせる。また、制御弁４２Ｂを閉塞状態とさせ、制御弁４２Ａを開放状態とさせる。バーナー１１Ｂに供給される燃焼用空気（約３０℃程度）は、蓄熱体１２Ｂを通過する際に予熱されて、炉温に近い温度まで昇温する。一方、蓄熱体１２Ｂは、燃焼用空気の通過による放熱により、約１２００℃程度から約２５０℃程度まで降温する。また、バーナー１１Ａでは、燃焼排ガスを吸気し、蓄熱体１２Ａに熱を蓄熱させる。
このような燃焼サイクルを繰り返し継続することにより、炉内が加熱される。
【００２２】
上記燃焼サイクルを繰り返す加熱炉１においては、炉内で発生する燃焼排ガスの全てを蓄熱体１２Ａ，１２Ｂに流すことはできないため、燃焼排ガスの総発生量の約２０％をエスケープガスとして、蓄熱体１２Ａ，１２Ｂを通さずに高温（約１２００℃程度）のままエスケープガスライン５０を介して炉外に排気する（排気工程）。
エスケープガスライン５０を介して炉外に排気された燃焼排ガスは、冷却・熱回収器５１に導入される。冷却・熱回収器５１には、冷媒として水が供給されており、燃焼排ガスは、水との間で熱交換することにより約１２００℃程度から約３００℃程度まで冷却される（冷却・熱回収工程）。冷却・熱回収器５１は、燃焼排ガスの廃熱回収することで、水蒸気を生成する。冷却・熱回収器５１において生成された水蒸気は、例えば他の熱処理設備に輸送されて熱処理プロセスの過程において使用される。
【００２３】
冷却・熱回収器５１において熱回収された燃焼排ガスは、非燃焼用ガス供給装置６０に導入される。非燃焼用ガス供給装置６０は、熱回収された燃焼排ガスの一部を、エスケープガス返送ライン６１を介して燃焼用ブロア３１に供給すると共に、熱回収された燃焼排ガスの残部を外部に放出する（非燃焼用ガス供給工程）。
エスケープガス返送ライン６１を介して燃焼用ブロア３１に供給された低温（約３００℃程度）の燃焼排ガスは、燃焼用ブロア３１によって所定量の燃焼用空気と共に、燃焼状態のバーナー１１Ａ，１１Ｂのいずれかに供給される。
【００２４】
図１に示すように、バーナー１１Ａに供給された場合、燃焼排ガスは、燃焼用空気と共に蓄熱体１２Ａの冷却を行う。燃焼用ブロア３１は、燃焼用空気と共に燃焼排ガスを供給するため、蓄熱体１２Ａに対するガス供給量が増加し、冷却能力が向上している。すなわち、蓄熱体１２Ａには、燃焼に寄与する所定量の燃焼用空気に加えて、燃焼に寄与しない所定量の低温の燃焼排ガスが供給されることとなるため、蓄熱体１２Ａの放熱量が増加し、蓄熱体１２Ａの温度過昇が防止される。蓄熱体１２Ａを通過して予熱された燃焼排ガスは、再び炉内に吹き込まれるが、燃焼に寄与せずに、専ら炉内温度維持に寄与することとなる。また、このように燃焼排ガスを循環させることにより、系内の窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を低減できる。
【００２５】
図２に示すように、燃焼がバーナー１１Ａからバーナー１１Ｂに切り替えられた場合、バーナー１１Ａでは、燃焼排ガスを吸気し、蓄熱体１２Ａに熱を蓄熱させる。ここで、蓄熱体１２Ａにおける放熱量は、燃焼排ガスの供給量だけ増加しており、その放熱量にみあった熱量を蓄熱体１２Ａが蓄熱可能となるため、より多くの燃焼排ガスを蓄熱体１２Ａに対して流すことができ、結果、エスケープガスの放出量を低減することができる。また、燃焼排ガスは燃焼に寄与しないので、燃焼排ガスの供給量以上に炉内で発生する燃焼排ガス量が増加することはなく、系内のマスバランスが取れることとなる。
【００２６】
したがって、上述の本実施形態によれば、蓄熱体１２Ａ，１２Ｂを具備する対となったバーナー１１Ａ，１１Ｂを炉内において交互に燃焼させつつ、非燃焼状態のバーナーから炉内の燃焼排ガスを吸気して該バーナーの蓄熱体に熱を蓄熱させ、燃焼状態のバーナーに所定量の燃焼用ガスを供給して該バーナーの蓄熱体を冷却すると共に該蓄熱体の放熱により該燃焼用ガスを予熱する加熱炉１であって、燃焼状態のバーナー１１Ａ，１１Ｂに、上記所定量の燃焼用ガスと共に燃焼に外乱を与えない非燃焼用ガスを供給して、該バーナーの蓄熱体を冷却する燃焼用ブロア３１と、非燃焼状態のバーナー１１Ａ，１１Ｂから吸気されずに残存した燃焼排ガスを炉外に排気するエスケープガスライン５０と、エスケープガスライン５０から排気された燃焼排ガスを冷却すると共に熱回収する冷却・熱回収器５１と、上記熱回収された燃焼排ガスを上記非燃焼用ガスとして燃焼用ブロア３１に供給する非燃焼用ガス供給装置６０とを有するという構成を採用し、非燃焼状態のバーナー１１Ａ，１１Ｂから吸気されずに残存した燃焼排ガスをエスケープガスライン５０から炉外に排出した後に熱回収し、温度が下がった状態の燃焼排ガスを非燃焼用ガスとして燃焼用ブロア３１に供給し、従来の所定量の燃焼用ガスによる蓄熱体１２Ａ，１２Ｂの冷却に加えて、燃焼に寄与しない非燃焼用ガスによる蓄熱体１２Ａ，１２Ｂの冷却を行う。これにより、蓄熱体１２Ａ，１２Ｂの放熱量を増加させて、蓄熱体１２Ａ，１２Ｂの温度過昇を防止する。蓄熱体１２Ａ，１２Ｂの放熱量が増加すると、その放熱量にみあった熱量を蓄熱体１２Ａ，１２Ｂが蓄熱可能となるため、従来よりも燃焼排ガスを蓄熱体１２Ａ，１２Ｂに対して流すことができ、結果、エスケープガスの放出量を低減させることができる。また、非燃焼用ガスは燃焼に寄与しないので、非燃焼用ガスの供給量以上に燃焼排ガスの発生量が増加することはない。
したがって、本実施形態では、エスケープガスの放出量を低減させ、高い排熱回収効率及び省エネルギー化を図ることができる。また、燃焼排ガスの循環により系内の窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生を低減できる。
【００２７】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２８】
例えば、上記実施形態では、非燃焼用ガスとして、燃焼排ガスを用いると説明したが、この構成に限定されるものではない。
例えば、非燃焼用ガスとして、冷却・熱回収器５１で生成された水蒸気を用いる構成であってもよい。この構成によれば、上記作用効果に加えて、水蒸気の供給により炉内における急激な燃焼を抑制することができ、窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生量を抑えることができる。また、熱回収された燃焼排ガスと上記水蒸気とを共に、非燃焼用ガスとして用いる構成であってもよい。
また、非燃焼用ガスとして、不活性ガスを用いても上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。不活性ガスとしては、例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等を用いることができる。なお、非燃焼用ガスとして不活性ガスを用いる場合は、不活性ガス及び不活性ガスを供給する非燃焼用ガス供給装置を別途用意しなくてはらないため、コストの観点からは、上述した加熱炉１の燃焼プロセスで生じるガス、すなわち、非燃焼用ガスとして、燃焼排ガス及び水蒸気の少なくともいずれか一方を用いる構成を採用することが好ましい。
【符号の説明】
【００２９】
１…加熱炉（蓄熱式バーナーの燃焼設備）、１０…蓄熱式バーナー、１１Ａ，１１Ｂ…バーナー、１２Ａ，１２Ｂ…蓄熱体、３１…燃焼用ブロア（ガス供給装置）、５０…エスケープガスライン（排気ライン）、５１…冷却・熱回収器（ボイラー）、６０…非燃焼用ガス供給装置
【図１】
0005509785.tif 000002
【図２】
0005509785.tif 000003