(57)【要約】      （修正有）【課題】どのような形式の炉にも適用でき、焼損の発生を防止できるとともに、炉内の熱が炉外に漏れるのを防止できるようにした工業炉用バーナー装置。【解決手段】炉壁には燃焼室１０Ｂに対面して開口１０Ａが形成されるとともに、炉壁開口の上縁には可動シャッター２０が自重によって下方回動して炉壁開口を封鎖し得るように枢支される一方、炉壁開口の外側にはバーナー本体３１が進退自在に設けられ、バーナー本体にはバーナー本体を進退させるアクチュエーターが設けられ、バーナー本体が前進されたときに可動シャッターが上方回動されて炉壁開口が開放され、バーナー本体が炉内に進入されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に対面してバーナー本体を設置し、ファンモーターを作動させることによってバーナー本体に空気を供給して燃料を燃焼させ、燃焼室にバーナー炎を噴出させるようにした工業炉用バーナー装置において、
炉壁には燃焼室（１０Ｂ）に対面して開口（１０Ａ）が形成されるとともに、該炉壁開口（１０Ａ）の上縁には可動シャッター（２０）が自重によって下方回動して上記炉壁開口（１０Ａ）を封鎖し得るように枢支される一方、
上記炉壁開口（１０Ａ）の外側にはバーナー本体（３１）が進退自在に設けられ、該バーナー本体（３１）にはバーナー本体（３１）を進退させるアクチュエーターが設けられており、
上記バーナー本体（３１）が前進されたときに上記可動シャッター（２０）が上方回動されて炉壁開口（１０Ａ）が開放され、上記バーナー本体（３１）が炉内に進入可能となっていることを特徴とする工業炉用バーナー装置。
【請求項２】
上記可動シャッター（２０）は前進される上記バーナー本体（３１）によって押し上げられるようになっている請求項１記載の工業炉用バーナー装置。
【請求項３】
上記アクチュエーターは、一端が上記バーナー本体（３１）に連結され中間部位で回転軸（３３）回りに回動可能に軸支されたレバー（３２，３４）と、該レバー（３２，３４）の他端を押し引きする流体シリンダー（３５）とから構成される請求項１記載の工業炉用バーナー装置。
【請求項４】
上記バーナー本体（３１）は、
先端及び後端が封鎖され、先端面にバーナー炎の噴出口（３１Ｇ）が形成されたバーナー外筒（３１Ａ）と、
該バーナー外筒（３１Ａ）内に挿入され、後端が封鎖されたバーナー内筒（３１Ｂ）と、
始端に続く部分が上記バーナー外筒（３１Ａ）の後端面を外側から挿通して上記バーナー外筒（３１Ａ）とバーナー内筒（３１Ｂ）との間を後端から前端に向けて延び、上記バーナー内筒（３１Ｂ）の先端側に連通して接続され、始端側から後端側に向けてエアーを供給するエアー供給管（３１Ｊ）と、
前端及び後端が開放され、上記バーナー内筒（３１Ｂ）内に挿入され、上記バーナー内筒（３１Ｂ）の先端との間が封鎖され、上記エアー供給管（３１Ｊ）の先端から供給されるエアーを上記バーナー内筒（３１Ｂ）との間の空間を後端側に案内され、後端から供給されるエアーを前方に案内する中筒（３１Ｃ）と、
始端に続く部分が上記バーナー内筒（３１Ｂ）の後端面を外側から挿通して上記中筒（３１Ｃ）内を後端から前方に向けて延び、燃料を供給する燃料供給管（３１Ｋ）と、
上記中筒（３１Ｃ）内に設けられ、上記内筒（３１Ｃ）後端から供給されるエアーによって上記燃料供給管（３１Ｋ）から供給される燃料を燃焼させてバーナー炎を形成し、上記炉壁開口（３１Ｇ）から噴出させるバーナーノズル（３１Ｌ）とから構成されている請求項１記載の工業炉用バーナー装置。
【請求項５】
工業炉に設置するのに適したバーナー装置において、
バーナー本体（３１）がバーナー外筒（３１Ａ）、バーナー内筒（３１Ｂ）、中筒（３１Ｃ）、エアー供給管（３１Ｊ）、燃料供給管（３１Ｋ）及びバーナーノズル（３１Ｌ）から構成され、
上記バーナー外筒（３１Ａ）は、先端及び後端が封鎖され、先端面にバーナー炎の噴出口（３１Ｇ）が形成され、
上記バーナー内筒（３１Ｂ）は、上記バーナー外筒（３１Ａ）内に挿入され、後端が封鎖され、
上記エアー供給管（３１Ｊ）は、始端に続く部分が上記バーナー外筒（３１Ａ）の後端面を外側から挿通し、上記バーナー外筒（３１Ａ）とバーナー内筒（３１Ｂ）との間を後端から前端に向けて延び、上記バーナー内筒（３１Ｂ）の先端側に連通して接続され、始端側から後端側に向けてエアーを供給し、
上記中筒（３１Ｃ）は、前端及び後端が開放され、上記バーナー内筒（３１Ｂ）内に挿入され、上記バーナー内筒（３１Ｂ）の先端との間が封鎖され、上記エアー供給管（３１Ｊ）の先端から供給されるエアーを上記バーナー内筒（３１Ｂ）との間の空間を後端側に案内し、
上記燃料供給管（３１Ｋ）は、始端に続く部分が上記バーナー内筒（３１Ｂ）の後端面を外側から挿通して上記中筒（３１Ｃ）内を後端から前方に向けて延び、燃料を供給し、  上記バーナーノズル（３１Ｌ）は、上記中筒（３１Ｃ）内に設けられ、上記内筒（３１Ｃ）後端から供給されるエアーによって上記燃料供給管（３１Ｋ）から供給される燃料を燃焼させてバーナー炎を形成して噴出させるようになっていることを特徴とするバーナー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は工業炉用バーナー装置に関し、特にどのような形式の炉にも適用でき、焼損の発生を防止できるとともに、炉内の熱が炉外に漏れるのを防止できるようにした装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業炉、例えば廃棄物焼却炉において、有害物質の発生や一酸化炭素濃度の上昇を未然に防止する上で、炉内温度を適切に管理して廃棄物を完全燃焼させることが重要である。そこで、廃棄物焼却炉の燃焼室に対面するようにバーナー装置を設置し、ファンモーターを作動させることによってバーナー装置に空気を供給して燃料を燃焼させ、バーナー炎を燃焼室に噴出させることによって燃焼室内の温度を管理し、燃焼室の温度が十分に上昇して自燃が可能となった後、バーナー装置の作動を停止させることが行われる。
【０００３】
しかし、空気を送るファンモーターに故障が発生し、あるいは停電や電気系の故障などによって送風が停止すると、バーナー装置のファンモーターなどが燃焼室の輻射熱に曝されて焼損することが懸念される。
【０００４】
これに対し、本件出願人は、バーナー装置のバーナー炎の噴射口に耐熱性を有する可動シャッターを設け、ファンモーターや電気系の故障時あるいは停電時に可動シャッターをスライドさせてバーナー炎の噴射口を閉じ、ファンモーターなどが焼損するのを防止するようにしたバーナー装置を提案するに至った（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８１０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１記載のバーナー装置では可動シャッターをスライドさせるようにしているので、可動シャッターやその駆動系が大きなスペースを取ってしまい、バーナー装置を炉外に設置する必要があり、設置できる炉が限定されていた。
【０００７】
また、バーナー装置のバーナー炎の噴射口を可動シャッターによって閉じるようにしているものの、燃焼室に対面する炉壁に形成したバーナー炎の吹込み穴は常に開口されており、バーナー炎の吹込み穴とバーナー装置の可動シャッターとの間の隙間から炉内の熱が炉外に逃げてしまう。
【０００８】
本発明はかかる状況において、どのような形式の炉にも適用でき、焼損の発生を防止できるとともに、炉内の熱が炉外に漏れるのを防止できるようにした工業炉用バーナー装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明に係る工業炉用バーナー装置は、燃焼室に対面してバーナー本体を設置し、ファンモーターを作動させることによってバーナー本体に空気を供給して燃料を燃焼させ、燃焼室にバーナー炎を噴出させるようにした工業炉用バーナー装置において、炉壁には燃焼室に対面して開口が形成されるとともに、該炉壁開口の上縁には可動シャッターが自重によって下方回動して上記炉壁開口を封鎖し得るように枢支される一方、上記炉壁開口の外側にはバーナー本体が進退自在に設けられ、該バーナー本体にはバーナー本体を進退させるアクチュエーターが設けられており、上記バーナー本体が前進されたときに上記可動シャッターが上方回動されて炉壁開口が開放され、上記バーナー本体が炉内に進入可能となっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の特徴の１つは燃焼室に対面する開口を炉壁に形成し、この炉壁開口に自重によって下方回動する可動シャッターを設け、バーナー本体を炉壁開口から後退させたときに自重によって炉壁開口を可動シャッターによって閉鎖するようにした点にある。
【００１１】
これにより、バーナー装置を使用しないときには炉壁開口は遮蔽され、炉内の熱が外方に逃げ出すことはない。
【００１２】
また、炉壁開口にバーナー本体を差し込んでバーナー炎を燃焼室に噴射する一方、炉壁開口を可動シャッターで閉鎖しているので、炉壁に開口を形成するだけで、どのような形式の工業炉にも適用できる。
【００１３】
可動シャッターはシャッター用アクチュエーターで上方回動させ、自重によって下方回動させるようにしてもよいが、シャッター用アクチュエーターを装備する必要がある。そこで、前進されるバーナー本体によって可動シャッターを押し上げられるようにするのがよい。
【００１４】
バーナー本体は流体シリンダーやモーターによって進退させるようにしてもよく、又揺動レバーと流体シリンダーによって進退させるようにしてもよい。すなわち、一端がバーナー本体に連結され中間部位で回転軸回りに回動可能に軸支されたレバーと、該レバーの他端を押し引きする流体シリンダーとから、バーナー本体のアクチュエーターを構成することができる。
【００１５】
バーナー本体はエアーと燃料が供給されて燃料が燃焼させるものであればよいが、熱効率を考慮すると、バーナー本体をバーナー外筒、バーナー内筒、中筒、エアー供給管、燃料供給管及びバーナーノズルから構成し、バーナー外筒は、先端及び後端が封鎖され、先端面にバーナー炎の噴出口を形成する。バーナー内筒は、バーナー外筒内に挿入され、後端を封鎖する。エアー供給管は、始端に続く部分をバーナー外筒の後端面を外側から挿通し、バーナー外筒とバーナー内筒との間を後端から前端に向けて延び、バーナー内筒の先端側に連通して接続し、始端側から後端側に向けてエアーを供給する。中筒は、前端及び後端を開放し、バーナー内筒内に挿入し、バーナー内筒の先端との間を封鎖し、エアー供給管の先端から供給されるエアーをバーナー内筒との間の空間を後端側に案内する。燃料供給管は、始端に続く部分をバーナー内筒の後端面を外側から挿通して中筒内を後端から前方に向けて延び、燃料を供給する。バーナーノズルは、中筒内に設けられ、内筒後端から供給されるエアーによって燃料供給管から供給される燃料を燃焼させてバーナー炎を形成して噴出させることができる。
【００１６】
また、上述のバーナー本体の構造も斬新である。すなわち、本発明に係るバーナー装置は、工業炉に設置するのに適したバーナー装置において、バーナー本体がバーナー外筒、バーナー内筒、中筒、エアー供給管、燃料供給管及びバーナーノズルから構成され、上記バーナー外筒は、先端及び後端が封鎖され、先端面にバーナー炎の噴出口が形成され、上記バーナー内筒は、上記バーナー外筒内に挿入され、後端が封鎖され、上記エアー供給管は、始端に続く部分が上記バーナー外筒の後端面を外側から挿通し、上記バーナー外筒とバーナー内筒との間を後端から前端に向けて延び、上記バーナー内筒の先端側に連通して接続され、始端側から後端側に向けてエアーを供給し、上記中筒は、前端及び後端が開放され、上記バーナー内筒内に挿入され、上記バーナー内筒の先端との間が封鎖され、上記エアー供給管の先端から供給されるエアーを上記バーナー内筒との間の空間を後端側に案内し、上記燃料供給管は、始端に続く部分が上記バーナー内筒の後端面を外側から挿通して上記中筒内を後端から前方に向けて延び、燃料を供給し、上記バーナーノズルは、上記中筒内に設けられ、上記内筒後端から供給されるエアーによって上記燃料供給管から供給される燃料を燃焼させてバーナー炎を形成して噴出させるようになっていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る工業炉用バーナー装置の好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】上記実施形態を示す要部構成図である。
【図３】上記実施形態を示す概略正面図である。
【図４】上記実施形態において採用されるバーナー装置を示す平面図である。
【図５】上記バーナー装置の構造例を示す断面図である。
【図６】上記バーナー装置の正面から見た形状を示す図である。
【図７】上記バーナー装置の背面から見た形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図７は本発明に係る工業炉用バーナー装置の好ましい実施形態を示す。図において、工業炉１０の炉壁には開口１０Ａが燃焼室に対面して形成され、炉壁開口１０Ａの上縁には耐熱性の可動シャッター２０の上端縁が枢支され、開いたときに炉内凹所１０Ｂに格納されるようになっている。
【００１９】
工業炉１０の炉外にはバーナー装置３０が炉壁開口１０Ａに対面して設置されている。このバーナー装置３０のバーナー本体３１はバーナー外筒３１Ａ、バーナー内筒３１Ｂ、中筒３１Ｃ、エアー供給管３７、燃料供給管３８及びバーナーノズル３９から構成されている。
【００２０】
バーナー外筒３１Ａは大径の円筒状に製作され、その先端及び後端は閉鎖板によって封鎖され、先端壁面には円形状のバーナー炎の噴出口３１Ｇが形成され、又バーナー外筒３１Ａの後部には排気ガスの排気口部３６が形成されている。
【００２１】
また、バーナー内筒３１Ｂは中径の円筒状に製作され、後端はバーナー外筒３１Ａの後端の閉鎖板に連結されて封鎖され、バーナー内筒３１Ｂの中間は取付けブラケット３１Ｈによってバーナー外筒３１Ａに支持されている。
【００２２】
また、中筒３１Ｃは小径の円筒状に製作され、取付けブラケット３１Ｈによってバーナー外筒３１Ａ及びバーナー内筒３１Ｂの中間に支持され、中筒３１Ｃとバーナー内筒３１Ｂの先端は封鎖されている。
【００２３】
さらに、バーナー外筒３１Ａの後端閉鎖板にはエアー供給管３７の３本の始端側が等しい角度間隔をあけて挿通され、該エアー供給管３７は複数に分岐されてバーナー外筒３１Ａとバーナー内筒３１の間を後端から前端に向けて延び、さらに取付けブラケット３１Ｈを貫通して延び、その先端はバーナー内筒３１Ｂの前端に連通して接続され、又取付けブラケット３１Ｈには複数の貫通穴３１Ｍが等角度間隔に形成され、これによってエアー供給管３１Ｄは中筒３１Ｃの後端に連通されている。
【００２４】
また、バーナー外筒３１Ａの後端閉鎖板中央には燃料供給管３８の始端側が挿入され、燃料供給管３８は中筒３１Ｃを前端側に向けて延び、又中筒３１Ｃ内にはバーナーノズル３９が設けられ、バーナーノズル３９には燃料供給管３８の先端が接続されている。
【００２５】
また、バーナー本体３１の後端部には左右のレバー３２の一端部が回動可能に連結され、左右のレバー３２の他端部は回転軸３３に連結され、回転軸３３の中央にはレバー３４の一端部が連結され、レバー３４の他端部にはエアーシリンダ３５のロッドが連結され、エアーシリンダ３５はバーナー装置３０の構造部分に支持されている。
【００２６】
工業炉１０の燃焼室１０Ｂをバーナー炎によって加熱する場合、切換え弁４３を操作してエアーシリンダ３５に工場に設置されたコンプレッサーのエアーを供給し、エアーシリンダ３５のロッドを伸長させると、バーナー本体３１が前進して可動シャッター２０を押し上げ、燃焼室１０Ｂ内に進入する。
【００２７】
同時に、スイッチ４１ＣをＯＮにしてブロアファン４１のモーターを作動し、バルブ４１Ａを開いてエアー供給管３７にエアーを供給するとともに、バルブ４２Ａを開いて燃料供給管３８に燃料タンク４２から燃料を供給し、スイッチ４０ＡをＯＮにしてイグナイター４０を作動させる。
【００２８】
すると、エアー供給管３７に供給されたエアーは、エアー供給管３７から、バーナー内筒３１Ｂと中筒３１Ｃの間の空間を経て中筒３１Ｃの後端に至り、中筒３１Ｃを前方に向けて送られる。また、燃料供給管３８に供給された燃料はバーナーノズル３９に送られ、バーナーノズル３９で燃料とエアーが混合されてイグナイター４０の高電圧の印加によって燃料が燃焼着火され、バーナー炎が形成され、バーナー炎は燃焼室１０Ｂに噴出されることとなる。
【００２９】
燃料の燃焼時の排気ガスはバーナー本体３１の中筒３１Ｃの先端から、バーナー外筒３１Ａとバーナー内筒３１Ｂの間の空間を後端側に向けて送られ、排気口部３６でブロアファン４１からのエアーと混合されて浄化されて大気に放出される。
【００３０】
その際、バーナー外筒３１Ａとバーナー内筒３１Ｂの間の空間を流れる高温の排気ガスはエアー供給管３７を流れるエアーを加熱するので、バーナーノズル３９には適切な温度のエアーが供給されることになり、バーナーノズル３９において高い効率で燃料を燃焼させることができる。
【００３１】
他方、切換え弁４３を操作してエアーシリンダ３５のロッドを収縮させると、バーナー本体３１が後退して可動シャッター２０が自重で下方回動し、炉壁開口１０Ａを閉鎖するので、炉内の熱気が炉外に逃げることはない。
【符号の説明】
【００３２】
１０      工業炉
１０Ａ      炉壁開口
１０Ｂ      燃焼室
３０      バーナー装置
３１      バーナー本体
３１Ａ      バーナー外筒
３１Ｂ      バーナー内筒
３１Ｃ      中筒
３２、３４      レバー
３３      回転軸
３５      エアーシリンダ
２０      可動シッター
【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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【図６】
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【図７】
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