(57)【要約】【課題】  燃焼バーナーにより、燃料供給管から供給された燃料と燃焼用空気供給管から供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内において燃料を燃焼させる加熱炉において、炉内を簡単な設備によって短時間で冷却できるようにする。【解決手段】  燃焼バーナー20により、燃料供給管21を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管22を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内11において燃料を燃焼させる加熱炉10において、燃料供給管の外周側に、燃料供給管を冷却させる冷却用空気を炉内に案内する冷却用媒体案内管23を設けると共に、この冷却用媒体案内管に冷却水調整バルブ24aを介して冷却水を供給する冷却水供給管24を接続させた。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内において燃料を燃焼させる加熱炉において、前記の燃料供給管の外周側に、燃料供給管を冷却させる冷却用空気を炉内に案内する冷却用媒体案内管を設けると共に、この冷却用媒体案内管に冷却水調整バルブを介して冷却水を供給する冷却水供給管を接続させたことを特徴とする加熱炉。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱炉において、燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内において燃料を燃焼させる際に、燃料供給管の外周に設けられた前記の冷却用媒体案内管を通して炉内に案内される冷却用空気によって燃料供給管を冷却させる一方、炉内を冷却させる場合には、前記の燃焼バーナーによる燃焼を停止させると共に、前記の冷却水調整バルブを開けて、冷却水供給管を通して冷却水を冷却用媒体案内管に導き、この冷却用媒体案内管から冷却水を炉内に噴射させることを特徴とする加熱炉。
【請求項３】
請求項２に記載の加熱炉において、前記の冷却用媒体案内管から冷却水を炉内に噴射させるときに、冷却水と一緒に前記の冷却用空気を冷却用媒体案内管から炉内に噴射させ、冷却水を霧状にして炉内に噴射させることを特徴とする加熱炉。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の加熱炉において、前記の燃焼バーナーが炉長方向に沿って複数設けられていることを特徴とする加熱炉。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の加熱炉において、前記の燃焼バーナーとして、蓄熱室を通して燃焼用空気を供給する蓄熱式の燃焼バーナーを用いたことを特徴とする加熱炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内において燃料を燃焼させる加熱炉に関するものである。特に、この加熱炉における炉内を簡単な設備によって短時間で冷却できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼片等の被処理物を加熱処理するのに、燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内において燃料を燃焼させるようにした加熱炉が使用されている。
【０００３】
また、このような加熱炉としては、前記の燃焼バーナーを加熱炉の炉長方向に沿って複数設け、炉内において被処理物を炉長方向に順々に移動させて、被処理物を連続して加熱処理するようにした連続式の加熱炉も使用されている。
【０００４】
ここで、このような加熱炉においては、鋼片等の被処理物を加熱処理させるようにすると、被処理物が酸化されてスケールが発生し、このスケールが炉内に落下して次第に蓄積したりし、スケール等の処理を行うために炉内に作業員が入って、加熱炉のメンテナンスを行うことが必要になる。
【０００５】
そして、このように炉内に作業員が入って、加熱炉のメンテナンスを行うためには、炉内の温度を作業可能な温度まで下げることが必要になる。
【０００６】
ここで、このように炉内の温度を作業可能な温度まで下げるにあたり、従来においては、燃料供給管を通して燃料を供給しないようにして、燃焼を停止させる一方、ブロワーを駆動させて前記の燃焼用空気供給管を通して冷却用空気を炉内に送り込み、この冷却用空気によって炉内を冷却させることが行われていた。
【０００７】
しかし、このように燃焼用空気供給管を通して冷却用空気を炉内に送り込み、この冷却用空気によって炉内を冷却させる場合、炉内の温度を作業可能な温度まで下げるのに非常に長い時間を要し、特に、燃焼バーナーを加熱炉の炉長方向に沿って複数設け、炉内において被処理物を炉長方向に順々に移動させて、被処理物を連続して加熱処理するようにした連続式の加熱炉の場合には、約２〜３日もの長い時間が必要になるという問題があった。
【０００８】
そして、従来においては、特許文献１に示されるように、加熱炉の天井部分等に炉内に挿入可能なスプレーノズルを設け、加熱炉における燃焼を停止させた後、前記のように冷却用空気を炉内に送り込むと共に、前記のスプレーノズルを炉内に挿入し、このスプレーノズルから炉内に堆積したスケールに対して散水して、炉内の温度を低下させるようにしたものが提案されている。また、特許文献２に示されるように、加熱炉の天井部分等に、炉内に挿入可能に、噴霧ノズルと前記の特許文献１と同様のスプレーノズルとを設け、加熱炉における燃焼を停止させた後、前記のように冷却用空気を炉内に送り込むと共に、前記の噴霧ノズルとスプレーノズルとを炉内に挿入し、噴霧ノズルから冷却水を霧状にして炉内に噴霧すると共に、特許文献１と同様に、スプレーノズルから炉内に堆積したスケールに対して散水して、炉内の温度を低下させるようにしたものが提案されている。
【０００９】
しかし、特許文献１、２に示されるように、加熱炉の天井部分等にスプレーノズルや噴霧ノズルを炉内に挿入可能に設ける作業は非常に面倒であって、コストも高くつき、特に、燃焼バーナーを加熱炉の炉長方向に沿って複数設け、炉内において被処理物を炉長方向に順々に移動させて、被処理物を連続して加熱処理するようにした連続式の加熱炉の場合には、スプレーノズルや噴霧ノズルを数多く設けることが必要になり、より多くの時間を要すると共にコストも高額になるという問題があった。
【００１０】
また、このようにスプレーノズルや噴霧ノズルを炉内に挿入可能に設けた場合において、炉内を冷却させるにあたっては、その都度、スプレーノズルや噴霧ノズルを炉内に挿入させるように設ける必要があり、作業が非常に面倒で時間を要するという問題があった。また、燃焼を停止した直後の高温の天井付近で作業を行うのは大変に危険を伴う。さらに、このような加熱炉において、前記の燃焼バーナーにより燃料を燃焼させて、炉内において被処理物を加熱処理する場合には、スプレーノズルや噴霧ノズルを取り付ける部分から炉内の熱が外部に漏れないようにするため、蓋材等で取付部分を閉塞させることが必要になり、作業が非常に面倒になると共に、蓋材等の取付部分から熱が漏れるのを十分に防止することは困難であり、加熱炉における熱効率も低下する等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１８１５１５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０２８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内において燃料を燃焼させる加熱炉において、メンテナンス等を行うために、炉内の温度を低下させる場合における前記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１３】
すなわち、本発明においては、前記のような加熱炉において、加熱炉における炉内を簡単な設備によって短時間で冷却できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る加熱炉においては、前記のような課題を解決するため、燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内において燃料を燃焼させる加熱炉において、前記の燃料供給管の外周側に、燃料供給管を冷却させる冷却用空気を炉内に案内する冷却用媒体案内管を設けると共に、この冷却用媒体案内管に冷却水調整バルブを介して冷却水を供給する冷却水供給管を接続させるようにした。
【００１５】
そして、本発明に係る加熱炉においては、前記の燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて炉内において燃料を燃焼させる際に、燃料供給管の外周に設けられた前記の冷却用媒体案内管を通して炉内に案内される冷却用空気によって燃料供給管を冷却させる一方、炉内を冷却させる場合には、前記の燃焼バーナーによる燃焼を停止させると共に、前記の冷却水調整バルブを開けて、冷却水供給管を通して冷却水を冷却用媒体案内管に導き、この冷却用媒体案内管から冷却水を加熱炉内に噴射させるようにした。
【００１６】
ここで、前記のように燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料を燃焼させる際に、燃料供給管の外周に設けられた前記の冷却用媒体案内管を通して炉内に案内される冷却用空気によって前記の燃料供給管を冷却させると、燃焼時における熱および炉内からの輻射熱によって燃料供給管が変形や損傷するのが抑制される。
【００１７】
また、炉内を冷却させる場合において、燃焼バーナーによる燃焼を停止させると共に、冷却水調整バルブを開けて、冷却水供給管を通して冷却水を冷却用媒体案内管に導き、この冷却用媒体案内管から冷却水を炉内に噴射させるようにすると、従来のように、スプレーノズルや噴霧ノズルを別個に炉内に挿入可能に設ける必要がなく、高温の天井付近でノズルを挿入する作業も不要となり、前記のように冷却用媒体案内管から噴射された冷却水によって炉内が効率よく安全に冷却されるようになる。
【００１８】
また、前記の冷却用媒体案内管から冷却水を炉内に噴射させるときには、冷却水と一緒に前記の冷却用空気を冷却用媒体案内管から炉内に噴射させ、冷却水を霧状にして炉内に噴射させてもよい。このようにすると霧状の冷却水が炉内に拡散するため、広い範囲を速く冷却できる。
【００１９】
また、前記の燃焼バーナーが炉長方向に沿って複数設けられて、炉内において被処理物を炉長方向に順々に移動させて、被処理物を連続して加熱処理するようにした連続式の加熱炉において、炉内を冷却させる場合に、前記のように燃焼バーナーによる燃焼を停止させると共に、冷却水調整バルブを開けて、冷却水供給管を通して冷却水を冷却用媒体案内管に導き、この冷却用媒体案内管から冷却水を加熱炉内に噴射させるようにすると、炉長の長くなった連続式の加熱炉においても、各冷却用媒体案内管から噴射された冷却水によって長い炉長の炉内全体が一斉に効率よく冷却されるようになる。
【００２０】
また、本発明に係る加熱炉において、前記の燃焼バーナーとしては、蓄熱室を通して燃焼用空気を供給する蓄熱式燃焼バーナーを用いることもできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る加熱炉においては、前記の燃焼バーナーにより、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、炉内において燃料を燃焼させる際に、前記のように燃料供給管の外周に設けられた冷却用媒体案内管を通して炉内に案内される冷却用空気によって燃料供給管を冷却させるようにしたため、燃焼バーナーの燃焼時における熱および炉内からの輻射熱によって燃料供給管が変形や損傷するのが抑制される。
【００２２】
また、本発明に係る加熱炉においては、炉内を冷却させる場合に、前記のように燃焼バーナーによる燃焼を停止させると共に、冷却水調整バルブを開けて、冷却水供給管を通して冷却水を冷却用媒体案内管に導き、この冷却用媒体案内管から冷却水を加熱炉の炉内に噴射させるようにしたため、従来のように、スプレーノズルや噴霧ノズルを別個に炉内に挿入可能に設ける必要がなく、前記のように冷却用媒体案内管から噴射された冷却水によって炉内が効率よく冷却されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱炉において、燃焼バーナーが炉長方向に沿って複数設けられて、被処理物を順々に加熱する連続式の加熱炉の状態を示した概略説明図である。
【図２】前記の実施形態に係る加熱炉に使用する燃焼バーナーにより燃料を燃焼させるにあたり、燃焼バーナーにおいて、燃料供給管を通して供給された燃料と燃焼用空気供給管を通して供給された燃焼用空気とを混合させて、燃料を炉内において燃焼させる状態を示した概略説明図である。
【図３】前記の実施形態に係る加熱炉における炉内を冷却させるにあたり、前記の燃焼バーナーによる燃焼を停止させると共に、冷却水供給管を通して冷却水を冷却用媒体案内管に導き、この冷却用媒体案内管から冷却水を加熱炉内に噴射させる状態を示した概略説明図である。
【図４】前記の実施形態に係る加熱炉に蓄熱式燃焼バーナーを使用し、この蓄熱式燃焼バーナーにより燃料を燃焼させる状態を示した概略説明図である。
【図５】蓄熱式燃焼バーナーを使用した前記の実施形態に係る加熱炉において、この加熱炉における炉内を冷却させる状態を示した概略説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る加熱炉を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る加熱炉は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
【００２５】
この実施形態に係る加熱炉１０においては、図１に示すように、炉内１１において被処理物１を加熱処理するにあたり、加熱炉１０の装入側に設けられた装入扉１２を通して被処理物１を炉内１１に順々に装入させ、この炉内１１に設けられた送りローラー等の炉内搬送機構１３により、上記の被処理物１を炉内１１で順々に移動させると共に、この加熱炉１０の側壁１０ａに炉長方向に沿って設けられた複数の燃焼バーナー２０によって順々に加熱処理し、その後、被処理物１を加熱炉１０の抽出側に設けられた抽出扉１４を通して炉内１１から順々に取り出すようにしている。なお、被処理物１を炉内１１において順々に移動させる炉内搬送機構１３としては、上記のような送りローラー以外にウォーキングビームなどの公知の送り手段を用いることができる。
【００２６】
ここで、この実施形態に係る加熱炉１０においては、前記の燃焼バーナー２０として、図２及び図３に示すように、燃焼用の燃料を燃料調整バルブ２１ａが設けられた燃料供給管２１を通して炉内１１に導くようにすると共に、前記の燃料供給管２１の外周を覆うようにして燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給管２２を設け、この燃焼用空気供給管２２を通して燃焼用空気を、燃料供給管２１を通して炉内１１に導かれる燃料の外周側に供給させるようにしている。
【００２７】
また、前記の燃焼用空気供給管２２の内周側において、前記の燃料供給管２１を冷却させる冷却用空気を炉内１１に案内する冷却用媒体案内管２３を、燃料供給管２１の外周側に所要間隔を介して覆うようにして設けると共に、この冷却用媒体案内管２３に冷却水調整バルブ２４ａを介して冷却水を供給する冷却水供給管２４を接続させている。
【００２８】
そして、この実施形態に係る加熱炉１０において、前記の燃焼バーナー２０により燃料を炉内１１で燃焼させるにあたっては、図２に示すように、前記の燃料調整バルブ２１ａを開き、燃料供給管２１を通して燃料を炉内１１に導くようにすると共に、燃料供給管２１の外周を覆うように設けた燃焼用空気供給管２２から燃焼用空気を、燃料供給管２１を通して炉内１１に導かれる燃料の外周側に供給させて、前記の燃料を炉内１１において燃焼させるようにすると共に、冷却用空気を前記の燃料供給管２１の外周に設けた冷却用媒体案内管２３を通して炉内１１に導き、この冷却用空気により前記の燃料供給管２１を冷却させて、燃焼バーナー２０の燃焼時における熱および炉１１内からの輻射熱によって燃料供給管２１が変形や損傷するのを抑制するようにしている。なお、図において、各バルブ２１ａ、２４ａの開閉については。開状態を白塗り、閉状態を黒塗りで示した。
【００２９】
一方、この実施形態に係る加熱炉１０において、加熱炉１０のメンテナンス等を行うために、炉内１１の温度を低下させる場合には、図３に示すように、前記の燃料調整バルブ２１ａを閉じ、燃料供給管２１から燃料を炉内１１に供給させないようにして、燃焼バーナー２０による燃焼を停止させると共に、前記の冷却水調整バルブ２４ａを開けて、冷却水供給管２４を通して冷却水を冷却用媒体案内管２３に導き、この冷却用媒体案内管２３から冷却水を加熱炉１０の炉内１１に噴射させ、このように噴射させた冷却水により炉内１１を冷却させて、炉内１１の温度を低下させるようにする。
【００３０】
このようにすると、従来のように、スプレーノズルや噴霧ノズルを炉内１１に挿入可能に設ける必要がなく、簡単な設備によって炉内１１を効率よく冷却させることができるようになる。なお、このように冷却用媒体案内管２３から冷却水を炉内１１に噴射させて炉内１１を冷却させる場合においては、冷却水と一緒に前記の冷却用空気を冷却用媒体案内管２３から炉内１１に噴射させて、冷却水を霧状にして噴射させるようにすることができる。また、前記の燃焼用空気供給管２２を通して、燃焼用空気を冷却用空気として、炉内１１に供給させることもできる。
【００３１】
また、前記の実施形態に係る加熱炉１０においては、一般的な燃焼バーナー２０を用いた場合を示したが、使用する燃焼バーナー２０はこのようなものに限定されない。
【００３２】
例えば、図４及び図５に示す加熱炉１０のように、燃焼用空気を蓄熱室２２ａに収容された蓄熱体２２ｂにより加熱させるようにして、燃焼用空気供給管２２を通して炉内１１に供給させるようにした蓄熱式の燃焼バーナー２０を用いることも可能である。
【００３３】
そして、前記のような蓄熱式の燃焼バーナー２０を用いた加熱炉１０においても、燃焼バーナー２０により燃料を炉内１１で燃焼させるにあたっては、図４に示すように、前記の燃料調整バルブ２１ａを開き、燃料供給管２１を通して燃料を炉内１１に導くようにすると共に、前記の燃焼用空気供給管２２から蓄熱体２２ｂにより加熱された燃焼用空気を、燃料供給管２１を通して炉内１１に導かれる燃料に向けて噴射させ、前記の燃料を加熱された燃焼用空気と炉内１１において燃焼させるようにすると共に、冷却用空気を前記の燃料供給管２１の外周に設けた冷却用媒体案内管２３を通して炉内１１に導き、この冷却用空気により前記の燃料供給管２１を冷却させて、燃焼バーナー２０の燃焼時における熱および炉１１内からの輻射熱によって燃料供給管２１が変形や損傷するのを抑制するようにしている。
【００３４】
一方、前記のような加熱炉１０においてメンテナンス等を行うために、炉内１１の温度を低下させる場合には、図５に示すように、前記の燃料調整バルブ２１ａを閉じ、燃料供給管２１から燃料を炉内１１に供給させないようにして、燃焼バーナー２０による燃焼を停止させると共に、前記の冷却水調整バルブ２４ａを開けて、冷却水供給管２４を通して冷却水を冷却用媒体案内管２３に導き、この冷却用媒体案内管２３から冷却水を加熱炉１０の炉内１１に噴射させ、このように噴射させた冷却水により炉内１１を冷却させて、炉内１１の温度を低下させるようにする。
【００３５】
また、前記の実施形態に係る加熱炉１０においては、炉内１１に装入された被処理物１を炉内１１で順々に移動させると共に、この加熱炉１０の側壁１０ａに炉長方向に沿って設けられた複数の燃焼バーナー２０によって順々に加熱処理するようにした連続式の加熱炉１０を示したが、加熱炉１０の種類はこのようなものに限定されず、被処理物１を炉内１１において移動させないバッチ式の加熱炉（図示せず）であってもよい。
【００３６】
なお、図４、図５で示した加熱炉１０において、燃焼用空気供給管２２は、便宜上、燃焼用空気を噴出する場合だけについて説明したが、実際には、蓄熱室２２ａに収容された蓄熱体２２ｂを加熱させるために排ガスを吸引する配管（図示せず）も備えている。
【符号の説明】
【００３７】
１      ：被処理物
１０    ：加熱炉
１０ａ  ：側壁
１１    ：炉内
１２    ：装入扉
１３    ：炉内搬送機構
１４    ：抽出扉
２０    ：燃焼バーナー
２１    ：燃料供給管
２１ａ  ：燃料調整バルブ
２２    ：燃焼用空気供給管
２２ａ  ：蓄熱室
２２ｂ  ：蓄熱体
２３    ：冷却用媒体案内管
２４    ：冷却水供給管
２４ａ  ：冷却水調整バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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