(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体と、
それぞれが、前記炉体の内面に開口する開口を有し、その開口から前記炉体内に燃焼ガスを放出する１対のバーナと、
前記１対のバーナに対応して設けられ、それぞれが、(a)前記１対のバーナのうちの自身に対応するものの開口に連通して、そのバーナに空気を供給するとともに、前記炉体内の燃焼ガスを排出する給排気路と、(b)その給排気路に設けられ、前記炉体内から燃焼ガスを排出する際に蓄熱し、その蓄熱された熱を利用して自身に対応するバーナに供給する空気を加熱するための蓄熱体とを有する１対の蓄熱機構と、
前記１対の蓄熱機構の一方の給排気路から、その一方に対応するバーナに空気を供給し、かつ、前記１対の蓄熱機構の他方の給排気路から、前記炉体内の燃焼ガスを排出するとともに、空気が供給される給排気路と燃焼ガスが排出される給排気路とを切り換える給排気切換機構と
を備え、
前記１対の蓄熱機構の各々が有する前記給排気路が、
前記１対のバーナのうちの自身に対応するものの開口から水平方向に延びる第１水平部と、
その第１水平部における開口とは反対側の端部である後端部を上端として上下方向に延び、燃焼ガスを排出する際にその燃焼ガスが下方に向かって流れる部分である排気下降部としての第１鉛直部と、
上下方向に延び、燃焼ガスを排出する際にその燃焼ガスが上方に向かって流れる部分である第２鉛直部と、
水平方向に延び、前記第１鉛直部の下端と前記第２鉛直部の下端とを接続し、経路の向きを逆向きに変更する部分である第２水平部と
を含んで構成され、
前記蓄熱体が、ハニカム状に形成されたハニカム式蓄熱体と、複数のプレート状の蓄熱材を間隔をおいて積層したプレート式蓄熱体とを含み、
前記ハニカム式蓄熱体が、前記第１鉛直部および前記第２鉛直部に設けられ、
前記プレート式蓄熱体が、前記給排気路における経路の方向が変更される箇所である前記第１水平部における前記後端部および前記第２水平部に設けられた蓄熱式バーナ炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱体によって蓄えられた排気熱を利用してバーナに供給される空気を加熱する蓄熱式バーナ炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱体によって蓄えられた排気熱を利用して、燃料ガスとともにバーナに供給される空気を加熱する蓄熱式バーナを用いた蓄熱式バーナ炉は、リジェネバーナ炉とも呼ばれ、熱効率が良好であるという利点を有している。そのような蓄熱式バーナ炉に関して、本願出願人は、例えば、下記特許文献に係る特許を出願した。
【特許文献１】特開２０１０−２３０２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本出願の発明者は、上記特許文献のようなリジェネバーナ炉に更なる改良を加えることで、蓄熱式バーナ炉の実用性をさらに向上させることができるとの知見を得た。本発明は、その知見に基づくものであり、さらに実用性の高い蓄熱式バーナ炉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】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の蓄熱式バーナ炉は、
炉体と、
それぞれが、前記炉体の内面に開口する開口を有し、その開口から前記炉体内に燃焼ガスを放出する１対のバーナと、
前記１対のバーナに対応して設けられ、それぞれが、(a)前記１対のバーナのうちの自
身に対応するものの開口に連通して、そのバーナに空気を供給するとともに、前記炉体内の燃焼ガスを排出する給排気路と、(b)その給排気路に設けられ、前記炉体内から燃焼ガ
スを排出する際に蓄熱し、その蓄熱された熱を利用して自身に対応するバーナに供給する空気を加熱するための蓄熱体とを有する１対の蓄熱機構と、
前記１対の蓄熱機構の一方の給排気路から、その一方に対応するバーナに空気を供給し、かつ、前記１対の蓄熱機構の他方の給排気路から、前記炉体内の燃焼ガスを排出するとともに、空気が供給される給排気路と燃焼ガスが排出される給排気路とを切り換える給排気切換機構と
を備え、
前記１対の蓄熱機構の各々が有する前記給排気路が、
前記１対のバーナのうちの自身に対応するものの開口から水平方向に延びる第１水平部と、
その第１水平部における開口とは反対側の端部である後端部を上端として上下方向に延び、燃焼ガスを排出する際にその燃焼ガスが下方に向かって流れる部分である排気下降部としての第１鉛直部と、
上下方向に延び、燃焼ガスを排出する際にその燃焼ガスが上方に向かって流れる部分である第２鉛直部と、
水平方向に延び、前記第１鉛直部の下端と前記第２鉛直部の下端とを接続し、経路の向きを逆向きに変更する部分である第２水平部と
を含んで構成され、
前記蓄熱体が、ハニカム状に形成されたハニカム式蓄熱体と、複数のプレート状の蓄熱材を間隔をおいて積層したプレート式蓄熱体とを含み、
前記ハニカム式蓄熱体が、前記第１鉛直部および前記第２鉛直部に設けられ、
前記プレート式蓄熱体が、前記給排気路における経路の方向が変更される箇所である前記第１水平部における前記後端部および前記第２水平部に設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
上記のように構成された本発明の蓄熱式バーナ炉によれば、排出される燃焼ガスが下向きに流れるようにするとともに、排出される燃焼ガスの流れが下向きから上向きへと逆向きにされることで、給排気路に滞留する時間を長くすることが可能であり、蓄熱効率を向上させることが可能である。したがって、そのような利点を有する本発明の蓄熱式バーナ炉は、実用性の高いものとなる。
【発明の態様】
【０００６】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００７】
なお、（１）項の態様は、請求可能発明の前提となる態様であり、（１）項を引用する（２）項以降の態様が請求可能発明の態様となる。そして、請求項１は、（１）項ないし（７）項を合わせるとともに、給排気路に関する限定を加えたものである。
【０００８】
（１）炉体と、
それぞれが、前記炉体の内面に開口する開口を有し、その開口から前記炉体内に燃焼ガスを放出する１対のバーナと、
前記１対のバーナに対応して設けられ、それぞれが、(a)前記１対のバーナのうちの自身に対応するものの開口に連通して、そのバーナに空気を供給するとともに、前記炉体内の燃焼ガスを排出する給排気路と、(b)その給排気路に設けられ、前記炉体内から燃焼ガスを排出する際に蓄熱し、その蓄熱された熱を利用して自身に対応するバーナに供給する空気を加熱するための蓄熱体とを有する１対の蓄熱機構と、
前記１対の蓄熱機構の一方の給排気路から、その一方に対応するバーナに空気を供給し、かつ、前記１対の蓄熱機構の他方の給排気路から、前記炉体内の燃焼ガスを排出するとともに、空気が供給される給排気路と燃焼ガスが排出される給排気路とを切り換える給排気切換機構と
を備えた蓄熱式バーナ炉。
【０００９】
先に説明したように、本項の態様は、請求可能発明の前提となる態様である。上記「燃焼ガス」は、バーナに供給された「燃料ガス」がバーナに供給された空気によって燃焼させられたガスであり、一般的に、燃焼ガスは、放出当初には、フレア（火炎）としての形態をとる。つまり、バーナの開口からは、フレアが噴射されることになる。
【００１０】
そして、１対のバーナの一方から放出される燃焼ガスは、他方のバーナの開口から、その他方のバーナに対応して設けられた蓄熱機構を通って排気される。この排気の際に、排気熱が蓄熱体に蓄えられ、燃焼に供せられるバーナを他方のバーナに切り換えることによって、その他方のバーナに供給される空気が加熱されて供給されることになる。燃焼に供せられるバーナの切換を繰り返し行うことで、加熱対象物を効率よく加熱することが可能となる。
【００１１】
ちなみに、本項に記載の「蓄熱体」は、特に限定されるものではなく、アルミナ，コージライト，ムライト等のセラミック、耐熱鋼、または、セラミックと耐熱鋼との複合材料等を用いて、ハニカム状、細管状、ナゲット状、または、ボール状等に形成した物を、広く採用することが可能である。また、蓄熱体は、上記のような物の中から複数種類の物を含んで構成されてもよい。
【００１２】
（２）前記蓄熱体が、複数のプレート状の蓄熱材を間隔をおいて積層したプレート式蓄熱体を含む(1)項に記載の蓄熱式バーナ炉。
【００１３】
本項に記載の態様は、蓄熱体の少なくとも一部のものに限定を加えた態様である。本項に記載の態様においては、プレートとプレートとの隙間を、排出される燃焼ガスが通過し、各蓄熱材が蓄熱されるように構成される。そして、本項に記載の態様においては、プレートとプレートとの外側の一部を塞ぐことで、燃焼ガスの進行方向を変更させることが可能である。
【００１４】
さらに、本項に記載のプレート式蓄熱体を２つ用い、それら２つのプレート式蓄熱体を交差するように組み合わせることで、燃焼ガスの進行方向を、自由に変更することが可能である。
【００１５】
（３）前記プレート式蓄熱体が、前記給排気路における経路の方向が変更される箇所に設けられた(2)項に記載の蓄熱式バーナ炉。
【００１６】
本項に記載の態様は、プレート式蓄熱体が燃焼ガスの進行方向を変更させるという特徴を生かし、そのプレート式蓄熱体を、給排気路が曲がる箇所に設置した態様である。例えば、ハニカム状の蓄熱体は、表面積が大きく、効率的に蓄熱することが可能であるが、流路の方向が変わる箇所に設けること、また、そのもの自体を流路の方向を変更させるような形状に形成することは難しい。それに対して、プレート式蓄熱体は、給排気路の曲がる箇所にも設定することができるため、その給排気路の曲がる箇所においても、効率的に蓄熱することが可能である。
【００１７】
（４）前記１対の蓄熱機構の各々が有する前記給排気路が、燃焼ガスを排出する際に、その燃焼ガスが下方に向かって流れる部分である排気下降部を含んで構成され、その排気下降部に、前記蓄熱体の少なくとも一部が設けられた(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の蓄熱式バーナ。
【００１８】
燃焼ガスは、高温で比重が軽いため、上方に抜けやすい性質を有している。そのため、燃焼ガスを上方に誘導するような給排気路である場合には、一部に偏った流れが生じやすい、詳しく言えば、蓄熱体の温度が高い部分に流れやすい。つまり、燃焼ガスを上方に誘導するような給排気路は、蓄熱体の温度分布が均一となり難く、蓄熱効率が低下するという問題がある。
【００１９】
本項に記載の態様においては、上方に抜けやすい燃焼ガスを、下方に向かって流すことで、その燃焼ガスの流速を抑え、給排気路内の滞留時間を長くすることが可能となる。また、本項に記載の態様においては、排気下降部に設けた蓄熱体を燃焼ガスが通過する場合、燃焼ガスは、蓄熱体の温度が低い箇所に向かって流れることになる。詳しく言えば、排気下降部に設けられた蓄熱体において、温度の低い部分を通過する場合には、温度の高い部分を通過する場合に比較して、上向きに作用する力が小さいため、燃焼ガスは、蓄熱体の温度が低い箇所に向かって流れるのである。つまり、本項に記載の態様によれば、蓄熱体の温度の均一化が図られるため、蓄熱体を効率よく蓄熱することが可能である。
【００２０】
（５）前記蓄熱体が、ハニカム状に形成されたハニカム式蓄熱体を含み、
そのハニカム式蓄熱体が、前記給排気路における前記排気下降部に設けられた(4)項に記載の蓄熱式バーナ炉。
【００２１】
本項に記載の態様は、排気下降部に設ける蓄熱体を限定した態様である。本項に記載の態様によれば、燃焼ガスの方向を変更する必要がない排気下降部において、表面積が大きなハニカム状の蓄熱体を用いて、効率よく蓄熱することが可能である。
【００２２】
（６）前記１対の蓄熱機構の各々が有する前記給排気路が、前記１対のバーナのうちの自身に対応するものの開口から水平方向に延びる水平部を有し、
前記排気下降部が、前記水平部における開口とは反対側の端部である後端部を上端として上下方向に延びるように形成された(4)項または(5)項に記載の蓄熱式バーナ炉。
【００２３】
本項に記載の態様は、給排気路の経路に限定を加えた態様であり、開口がある高さ位置から下側の位置まで、燃焼ガスが誘導されるようになっている。本項に記載の態様によれば、開口から蓄熱機構に入った燃焼ガスが、まず、下方に誘導されるため、燃焼ガスの給排気路内の滞留時間をより長くして、蓄熱効率の向上が図られている。
【００２４】
（７）前記蓄熱体が、複数のプレート状の蓄熱材を間隔をおいて積層したプレート式蓄熱体を含み、
そのプレート式蓄熱体が、前記水平部における前記後端部に設けられた(6)項に記載の蓄熱式バーナ炉。
【００２５】
本項に記載の態様は、燃焼ガスを排出する際に、先に述べたプレート式蓄熱体を利用して、排気熱を蓄熱しつつ、燃焼ガスの流れを水平方向から下向きに変更するようになっている。本項に記載の態様によれば、燃焼ガスの進行方向を変更する箇所においても、プレート式蓄熱体によって蓄熱されるため、蓄熱効率を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】請求可能発明の第１実施例である蓄熱式バーナ炉の側面図である。
【図２】図１の蓄熱式バーナ炉の背面図である。
【図３】図１の蓄熱式バーナ炉における燃焼ガスの流れを模式的に示す図である。
【図４】図１に示した蓄熱ユニットの側面断面図である。
【図５】図１に示した蓄熱ユニットの平面断面図（図４におけるＡ−Ａ断面）である。
【図６】図１に示した蓄熱ユニットの平面断面図（図４におけるＢ−Ｂ断面）である。
【図７】図４に示したプレート式蓄熱体の斜視図である。
【図８】図４に示したハニカム式蓄熱体の斜視図である。
【図９】第２実施例の蓄熱式バーナ炉が備える蓄熱ユニットの平面断面図である。
【図１０】図９に示した蓄熱ユニットの背面断面図（図９におけるＣ−Ｃ断面）である。
【図１１】図９に示した蓄熱ユニットの側面断面図（図９におけるＤ−Ｄ断面）である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、請求可能発明を実施するための形態としてのいくつかの実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。また、〔発明の態様〕の各項の説明に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。
【実施例１】
【００２８】
請求可能発明の第１実施例である蓄熱式バーナ炉１０は、図１及び２に示すように、有底円筒形の坩堝１２と、坩堝１２を収容する有底円筒形状の炉体１４とを備えている。坩堝１２は、アルミ等の金属を溶融するための容器であり、黒鉛、鋳物等の耐火材料で形成されている。また、炉体１４は、煉瓦、ファイバーボート等の耐火、断熱材料で形成され、坩堝１２の円筒状の外周面との間に環状の空間を形成するように配置されている。また、本実施例の蓄熱式バーナ炉１０は、坩堝１２の下方で炉体１４の後部にバーナユニット１６を備え、さらに、そのバーナユニット１６の後方側に蓄熱ユニット１８を備えている。
【００２９】
上記バーナユニット１６は、並列配置された１対のバーナ２０Ｌ，２０Ｒを有している。それら１対の２０Ｌ，２０Ｒの各々は、略円筒形状のメインバーナ２２と、そのメインバーナ２２の後端に設けられて燃料ガスを供給するガスノズル２４と、メインバーナ２２の点火時に使用されるパイロットバーナ２６とを含んで構成される（図５参照）。なお、以下の説明において、バーナ２０の構成要素に関し、その構成要素が、バーナ２０Ｌ，バーナ２０Ｒのいずれのものかを明確にする必要がある場合には、その構成要素の符号にＬ，Ｒのいずれかの添え字を付すこととする。
【００３０】
メインバーナ２２は、坩堝１２の底部と略同じ高さ位置に配置されている。またメインバーナ２２の長手方向軸線は、坩堝１２の円筒状の外周面の接線方向（図５におけるｘ方向）に向け水平に配置されている。そして、メインバーナ２２は、一端側が炉体１４の内側に開口しており、その開口３０から燃料ガスが燃焼するフレア（火炎）が炉体１４内に噴射される。一方、メインバーナ２２の他端側が、蓄熱ユニット１８に連通している。
【００３１】
更に、１対のバーナ２０Ｌ，２０Ｒは、図５に示すように、メインバーナ２２の長手方向軸線が平面視で「ハ」の字型に開くように配置されている。そして、１対のバーナ２０Ｌ，２０Ｒのそれぞれから放出される放射されたフレア及び燃焼ガスは、坩堝１２と炉体１４の間に形成された環状の空間内に、坩堝１２の円筒状の外周面の接線方向に沿って互いに反対方向に向けて放射される。放射されたフレア及び燃焼ガスは、図３に示すように、坩堝１２と炉体１４の間に形成された環状の空間内を上昇し、環状空間の上端部まで上昇し温度が低下した燃焼ガスは、環状の空間内を降下してくることになる。
【００３２】
蓄熱ユニット１８は、内部に蓄熱体が収容されており、燃焼ガスの排気熱を蓄えて、その蓄えた熱によってバーナ２０へ供給する空気を予熱するものである。本実施例の蓄熱式バーナ炉１０は、その蓄熱ユニット１８に特徴を有するものであるため、ここでの詳細な説明は省略するが、蓄熱ユニット１８内には、１対のバーナ２０Ｌ，２０Ｒに対応して、１対の蓄熱機構４０Ｌ，４０Ｒ（図５参照）が設けられており、それら１対の蓄熱機構４０Ｌ，４０Ｒの各々は、給排気路４２と、その給排気路４２に設けられた蓄熱体を有している。
【００３３】
上記１対の蓄熱機構４０Ｌ，４０Ｒが有する給排気路４２Ｌ，４２Ｒの各々は、蓄熱ユニット１８の上部に接続された個別給排気管４４Ｌ，４４Ｒに連通しており、外気が、その個別給排気管４４Ｌ，４４Ｒから給排気路４２Ｌ，４２Ｒに導入され、バーナ２０Ｌ，２０Ｒに供給される。その一方で、炉体１４内の燃焼ガスの排出も、メインバーナ２２の開口３０から行われる。つまり、バーナユニット１６では、後に詳しく説明するが、１対のバーナ２０への空気の供給を伴う燃料ガスの燃焼のプロセスと、燃焼ガスの排気のプロセスとが、交互に繰り返し行われる。その燃焼ガスの排気のプロセスでは、開口３０から導入された燃焼ガスは、蓄熱ユニット１８の内部に導かれ、蓄熱体が設けられた給排気路４２を通過して、個別給排気管４４から外部に排気される。この排気において、燃焼ガスの熱が、蓄熱体を通過する際、その蓄熱体に蓄熱される。そして、その蓄熱された熱が、次の空気の供給において、空気が蓄熱体を通過する際に、その供給される空気に伝達される。このような作用により、燃料ガスの燃焼の際、バーナ２０には、排気される燃焼ガスの熱を利用して加熱された空気が供給されることになる。
【００３４】
空気の供給と燃焼ガスの排気とに関連して、本蓄熱式バーナ炉１０は、給排気切換機構を有しいている。蓄熱式バーナ炉は、４つのポートを有する四方弁５０を有しており、上記の個別給排気管４４Ｌ，４４Ｒは、四方弁５０の４つのポートのうちの２つであるユニット側ポートに、それぞれ、接続されている。また、残る２つのポートのうちの１つである給気ポートには、ブロア５２に繋がる給気管５４が接続され、もう１つのポートである排気ポートには、排気管５６が接続されている。四方弁４０は、２つのユニット側ポートの一方と給気ポートとを連通し、かつ、２つのユニット側ポートの他方と排気ポートとを連通する状態と、２つのユニット側ポートの他方と給気ポートとを連通し、かつ、２つのユニット側ポートの一方と排気ポートとを連通する状態とを切り換えるように、作動させられるようになっている。
【００３５】
上記四方弁４０の切換により、(i)ブロア４２によって送られる空気が、蓄熱機構４０Ｌの給排気路４２Ｌを通ってバーナ２０Ｌに供給され、かつ、炉体１４内の燃焼ガスが、バーナ２０Ｒの開口３０から、蓄熱機構４０Ｒの給排気路４２Ｒを通って外部に排出される状態と、(ii) ブロア４２によって送られる空気が、蓄熱機構４０Ｒの給排気路４２Ｒを通ってバーナ２０Ｒに供給され、かつ、炉体１４内の燃焼ガスが、バーナ２０Ｌの開口３０から、蓄熱機構４０Ｌの給排気路４２Ｌを通って外部に排出される状態が、切り換えられるのである。つまり、本蓄熱式バーナ炉１０では、個別給排気管４４Ｌ，４４Ｒ，四方弁５０，ブロア５２，給気管５４，排気管５６等を含んで、１対の蓄熱機構４０の一方の給排気路４２からその一方に対するバーナ２０に空気を供給し、かつ、１対の蓄熱機構４０の他方の給排気路４２から炉体１４内の燃焼ガスを排出するとともに、その空気が供給される給排気路と燃焼ガスが排出される給排気路とを切り換える給排気切換機構６０が構成されているのである。
【００３６】
なお、本実施例の蓄熱式バーナ炉１０においては、給排気切換機構６０が四方弁４０を主体とするものであるが、給排気切換機構は、そのような構成のものに限定されない。例えば、給排気切換機構には、２つの三方弁を用いて空気が供給される給排気路と燃焼ガスが排出される給排気路とを切り換える構成のものや、接続状態と遮断状態とを切り換える弁を４つ用いて空気が供給される給排気路と燃焼ガスが排出される給排気路とを切り換える構成のもの等を採用することが可能である。
【００３７】
次に、先の説明において詳細な説明を留保している蓄熱ユニット１８について、図４の側面断面図，図５（図４におけるＡ−Ａ断面）および図６（図４におけるＢ−Ｂ断面）の平面断面図を参照しつつ、説明する。蓄熱ユニット１８は、ケース７０と、種々の形状に形成された複数の断熱材７２と、２種類の蓄熱体７４，７６とを含んで構成される。蓄熱ユニット１８は、それら複数の断熱材７２および２種類の蓄熱体７４，７６が、ケース７０内で組み合わせられることで、断熱材７２によって囲まれた空間が形成されている。つまり、その空間が、上述した１対の給排気路４２Ｌ，４２Ｒとして機能する。
【００３８】
給排気路４２Ｌ，４２Ｒの各々は、自身に対応するバーナ２０の開口３０から水平方向に延びる第１水平部８０と、その第１水平部８０の後端部からその後端部を上端として鉛直方向に延びる第１鉛直部８２と、その第１鉛直部８２の下端部から水平方向に延びる第２水平部８４と、その第２水平部８４の後端部からその後端部を下端部として鉛直方向に延びる第２鉛直部８６とを有している。そして、第１水平部８０が、開口３０に連通し、第２鉛直部８６の上端が、個別給排気管４４に連通している。
【００３９】
次に、それら給排気路４２Ｌ，４２Ｒに設けられる２種類の蓄熱体７４，７６について説明する。一方の蓄熱体７４は、図７に示すように、プレート状の蓄熱材（例えば、炭化ケイ素）９０を、定められた間隔で積層したものである。この蓄熱体７４（以下、「プレート式蓄熱体７４」と呼ぶ場合がある。）は、例えば、図７において上方側と右側面側を塞ぐことで、左側面側から流入した燃焼ガスは、下方に向かって流出されることになるのである。このように、プレート式蓄熱体７４は、燃焼ガスの流れを変更しつつ、排気熱を蓄えることが可能である。
【００４０】
本実施例の蓄熱式バーナ炉１０においては、プレート式蓄熱体７４は、給排気路４２における経路の方向が変更される個所に設けられている。具体的に言えば、１対の給排気路４２には、それぞれ、プレート式蓄熱体が２つずつ設けられており、そのうちの１つであるプレート式蓄熱体７４Ａは、第１水平部８０の開口３０とは反対側の端部にもうけられている。つまり、プレート式蓄熱体７４Ａは、第１水平部８０と第２鉛直部８２とが接続される個所に設けられている。また、もう１つのプレート式蓄熱体７４Ｂは、第２水平部８４全体にわたって設けられている。つまり、プレート式蓄熱体７４Ｂは、第１鉛直部８２と第２水平部８４とが接続される個所、および、第２水平部８４と第２鉛直部８６とが接続される個所の両者に設けられたものとなっている。
【００４１】
２種類のうちの他方の蓄熱体７６は、図８に示した、ハニカム状に形成されたハニカム式蓄熱体である。そのハニカム式蓄熱体７６は、表面積が大きく、効率的に蓄熱することが可能である。ただし、そのハニカム式蓄熱体７６は、流路の方向が変わる箇所に設けること、また、そのもの自体を流路の方向を変更させるような形状に形成することは難しい。そのため、本実施例の蓄熱式バーナ炉１０では、上述したように流路の方向が変わる箇所にはプレート式蓄熱体７４を用い、ハニカム式蓄熱体７６は、給排気路４２における直線的な個所にしか設けられていない。具体的に言えば、第１鉛直部８２および第２鉛直部８６だけに設けられているのである。
【００４２】
以上のように構成された蓄熱ユニット１８によって、本実施例の蓄熱式バーナ炉１０においては、燃焼ガスを排出する際、その燃焼ガスが、第１鉛直部８２において下方に向かって流れるようになっている。つまり、本蓄熱式バーナ炉１０においては、第１鉛直部８２が排気下降部として機能するものとなっている。そして、本蓄熱式バーナ炉１０は、高温で比重の軽く上向きの力が作用する燃焼ガスを、下方に向かって流すことで、その燃焼ガスの流速を抑え、給排気路４２内の滞留時間を長くすることができ、蓄熱体７４，７６を効率よく蓄熱させることが可能である。また、第１鉛直部８２に設けたハニカム式蓄熱体７６を燃焼ガスが通過する場合、燃焼ガスは、ハニカム式蓄熱体７６の温度が低い箇所に向かって流れることになる。詳しく言えば、ハニカム式蓄熱体７６において、温度が低い目を通過する場合には、温度が高い目を通過する場合に比較して、上向きに作用する力が小さいため、燃焼ガスは、ハニカム式蓄熱体７６の温度が低い箇所に向かって流れるのである。つまり、本蓄熱式バーナ炉１０においては、ハニカム式蓄熱体７６の温度の均一化が図られるため、ハニカム式蓄熱体７６を効率よく蓄熱することが可能である。
【実施例２】
【００４３】
次に、請求可能発明の第２実施例である蓄熱式バーナ炉について、図９ないし図１１を参照しつつ説明する。第２実施例の蓄熱式バーナ炉は、蓄熱ユニットを除いて、第１実施例の蓄熱式バーナ炉１０と同様の構成であるため、蓄熱ユニット以外の構成要素の説明は省略し、その同じ構成要素については、同じ符号を用いるものとする。
【００４４】
第２実施例の蓄熱式バーナ炉が備える蓄熱ユニット１００は、第１実施例の蓄熱式バーナ炉１０と同様に、ケース１１０と、種々の形状に形成された複数の断熱材１１２と、２種類の蓄熱体１１４，１１６とを含んで構成され、それら複数の断熱材１１２および２種類の蓄熱体１１４，１１６が、ケース１１０内で組み合わせられることで、１対の給排気路１２０Ｌ，１２０Ｒが形成されている。
【００４５】
給排気路１２０Ｌ，１２０Ｒの各々は、第１実施例における蓄熱ユニット１８と同様に、自身に対応するバーナ２０の開口３０から水平方向に延びる第１水平部１３０と、その第１水平部１３０の後端部からその後端部を上端として鉛直方向に延びる排気下降部としての第１鉛直部１３２とを有している。ただし、その第１鉛直部１３２の下端部から水平方向に延びる第２水平部１３４は、上方からの視点において、第１水平部１３０と同じ方向ではなく、その第１水平部１３０に直行する方向に延び出している。また、その第２水平部１３４の延び出した端部から、その端部を下端部として鉛直方向に延びる第２鉛直部１３６が形成されている。
【００４６】
そして、第１水平部１３０および第２水平部１３４には、プレート式蓄熱体１１４が設けられている。つまり、プレート式蓄熱体１１４は、上記のように流路の方向が比較的複雑に変わる給排気路においても、容易に設置することが可能なのである。ちなみに、第１鉛直部１３２および第２鉛直部１３６には、第１実施例における蓄熱ユニット１８と同様に、ハニカム式蓄熱体１１６が設けられている。
【符号の説明】
【００４７】
１０：蓄熱式バーナ炉    １２：坩堝    １４：炉体    １６：バーナユニット    １８：蓄熱ユニット    ２０Ｌ，２０Ｒ：１対のバーナ    ３０：開口    ４０Ｌ，４０Ｒ：１対の蓄熱機構    ４２Ｌ，４２Ｒ：給排気路    ４４Ｌ，４４Ｒ：個別給排気管    ５０：四方弁    ６０：給排気切換機構    ７０：ケース    ７２：断熱材    ７４Ａ，７４Ｂ：プレート式蓄熱体    ７６：ハニカム式蓄熱体    ８０：第１水平部    ８２：第１鉛直部〔排気下降部〕    ９０：プレート状の蓄熱材    １００：蓄熱ユニット    １１０：ケース    １１２：断熱材    １１４：プレート式蓄熱体    １１６：ハニカム式蓄熱体    １３０：第１水平部    １３２：第１鉛直部〔排気下降部〕
【要約】
【課題】蓄熱式バーナ炉の実用性を向上させる。
【解決手段】(A)１対のバーナ２０と、(B)それら１対のバーナ２０に対応して設けられてそれぞれが(a)蓄熱体７４，７６と(b)給排気路４２とを有する１対の蓄熱機構４０とを備え、１対の蓄熱機構４０の各々が有する給排気路４２を、燃焼ガスを排出する際に、その燃焼ガスが下方に向かって流れるように形成し、その排出される燃焼ガスが下向きに流れる箇所である排気下降部８２に、蓄熱体の少なくとも一部７６を設ける。給排気路に滞留する時間を長くして、蓄熱効率を向上させることができるため、当該蓄熱式バーナ炉の実用性が向上する。
【選択図】図４【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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