(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にバーナー部を兼ねる混合室を有する有蓋筒状の混合部と、前記混合室の下方に配置されて該混合室に連通する蓄熱室と、を備え、
前記混合部の側周部には、前記混合室内に燃料ガスを吹き込むための燃料供給用配管と燃焼用空気を吹き込むための空気供給用配管とのうちの一方が、該混合部の側方から前記混合室内に燃料ガスあるいは燃焼用空気を吹き込むことにより、前記混合室内に旋回流を形成するように接続され、
前記混合部の天蓋部には、前記燃料供給用配管と前記空気供給用配管とのうちの他方が、前記混合室の上方から前記旋回流に向けて燃料ガスあるいは燃焼用空気を吹き込むように接続され、
前記混合部の天蓋部はドーム状に形成されてなり、該混合部の前記天蓋部側には、耐火物からなる第１の天井部と第２の天井部とが、空間部を介して上下に積層されており、前記第２の天井部には、前記混合室に通じる複数の貫通孔が設けられ、
前記貫通孔は、前記混合室側が小径であり、前記空間部側が大径であるテーパー形状の孔であることを特徴とする頂部燃焼式熱風炉。
【請求項２】
前記混合部の側周部には燃料供給用配管が接続され、前記混合部の天蓋部には空気供給用配管が接続されていることを特徴とする請求項１記載の頂部燃焼式熱風炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頂部燃焼式熱風炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉に熱風（高温空気）を常時安定して送るための設備として、熱風炉が知られている。このような熱風炉としては、従来、外燃式（二筒式）と内燃式（単筒式内部分割型）の、二つのタイプのものが、高炉の容量に合わせて用いられている。
外燃式熱風炉は、燃焼筒と蓄熱筒とが炉頂部で互いに接続する構造のものである（例えば、特許文献１参照）。しかし、このような外燃式熱風炉では、高温送風が可能であるものの、二筒式であるため内燃式に比べ物量が大きく、設備が大型になりやすい。また、燃焼部と蓄熱部とで内部温度が異なることから、炉頂接続部において熱膨張差が発生し、内部の耐火物が損傷する可能性がある。
【０００３】
内燃式熱風炉は、一つの鉄筒を耐火物の隔壁によって二室に分割し、燃焼部と蓄熱部とを形成した構造である（例えば、特許文献２参照）。しかし、このような内燃式熱風炉では、外燃式に比べ高温送風や大容量化（大型化）が困難である。また、隔壁が燃焼部と蓄熱部との温度差によって損傷する可能性がある。
【０００４】
そこで、近年では、これら外燃式熱風炉や内燃式熱風炉の問題を解決する技術として、頂部燃焼型単筒式の熱風炉が提案されており、代表的なものとしてKalugin型の熱風炉（例えば、特許文献３参照）が知られている。この熱風炉は、燃焼と蓄熱を一つの容器（筒）内で行う内燃式のもので、頂部にバーナー部を設置してここで燃焼を起こさせるようにしたものであり、大型化が可能でかつ高温送風が可能であるなどの利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５３−１３１９０６号公報
【特許文献２】特開昭５２−１４１４０４号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／００８７５８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献３に記載された頂部燃焼型単筒式の熱風炉では、バーナー部のチャネルなどの構造が複雑なため、設計、製作、据付が非常に困難である。さらに、前記特許文献３の熱風炉では、供給する燃料ガスや燃焼用空気の圧損が非常に大きい。
また、その他の頂部燃焼型単筒式の熱風炉にあっても、燃焼状態や寿命などの点で、満足なものが提供されていないのが現状である。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成からなり、しかも供給する燃料ガスや燃焼用空気の圧損の低減化も可能にした、頂部燃焼式熱風炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の頂部燃焼式熱風炉は、内部にバーナー部を兼ねる混合室を有する有蓋筒状の混合部と、前記混合室の下方に配置されて該混合室に連通する蓄熱室とを備え、
前記混合部の側周部には、前記混合室内に燃料ガスを吹き込むための燃料供給用配管と燃焼用空気を吹き込むための空気供給用配管とのうちの一方が、該混合部の側方から前記混合室内に燃料ガスあるいは燃焼用空気を吹き込むことにより、前記混合室内に旋回流を形成するように接続され、
前記混合部の天蓋部には、前記燃料供給用配管と前記空気供給用配管とのうちの他方が、前記混合室の上方から前記旋回流に向けて燃料ガスあるいは燃焼用空気を吹き込むように接続されていることを特徴としている。
【０００９】
この頂部燃焼式熱風炉によれば、混合室内に燃料ガスと燃焼用空気のうちの一方を吹き込んで旋回流を形成し、この旋回流に燃料ガスと燃焼用空気のうちの他方を吹き込むようにしているので、燃焼が良好に起こり、燃焼領域において均一な温度分布が得られるようになる。また、特にバーナー部を兼ねる混合室の構造が、混合室内に燃料ガスあるいは燃焼用空気を吹き込むように燃料供給用配管と空気供給用配管とを接続しただけの簡易な構成からなるため、設計や製作などの点で有利になる。また、燃料供給用配管と空気供給用配管とのうちの一方を混合部の側周部に接続し、他方を天蓋部に接続するようにしたので、これら各配管を混合部に直接接続するようにし、さらにこれら配管を例えば一つずつ設けるよう構成すれば、構造が簡易化し、配管径も大きくなることにより、供給する燃料ガスや燃焼用空気の圧損が十分に低減化する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成からなり、しかも供給する燃料ガスや燃焼用空気の圧損の低減化も可能にした、頂部燃焼式熱風炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の頂部燃焼式熱風炉の第１実施形態を示す図であり、（ａ）は一部断面視した側面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】（ａ）は混合部の要部側断面図、（ｂ）は貫通孔を説明するための拡大断面図である。
【図３】本発明の頂部燃焼式熱風炉の第２実施形態を示す図であり、（ａ）は要部側断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の頂部燃焼式熱風炉の第３実施形態を示す図であり、（ａ）は要部側断面図、（ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本実施形態の頂部燃焼式熱風炉を詳しく説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１３】
頂部燃焼式熱風炉１は、図１（ａ）に示すように全体が有蓋有底円筒状の熱風炉であって、特に頂部（上部）に有蓋筒状の混合部２を有し、該混合部２の下方に有底円筒状の蓄熱部３を有したものである。蓄熱部３は、混合部２に対し、縮流部４及びスロート部５を介して接続されたものである。なお、この頂部燃焼式熱風炉１は、外燃式（２筒式）と内燃式（単筒式）とに大きく分けた場合、内燃式に分類されるものである。
【００１４】
混合部２は、ドーム形状の天蓋部２ａと、その下方に設けられた円筒部２ｂと、該円筒部２ｂの底部から内側（中心側）に延びて円筒部２ｂの下部開口を小さくする縮径部２ｃと、からなるもので、内部に混合室６を形成したものである。この混合部２には、図２（ａ）に示すようにその外壁と混合室６との間に、混合室６を囲んで煉瓦等の耐火物からなる耐火物層７が設けられている。また、本実施形態では、特に混合部２の天蓋部２ａ側に、煉瓦等の耐火物からなる第１の天井部８と第２の天井部９とが、空間部１０を介して上下に積層されている。
【００１５】
第１の天井部８は、前記耐火物層７の一部を構成するもので、天蓋部２ａを形成する外壁の内側に設けられたものである。この第１の天井部８には、後述する空気供給用配管１３の接続位置に、該空気供給用配管１３に連通する通気孔１１が形成されている。この通気孔１１は、特に限定されないものの、空気供給用配管１３の内径とほぼ同じ内径に形成されたもので、これによってこれら空気供給用配管１３と通気孔１１との間でほとんど圧損が生じないようになっている。
【００１６】
また、第２の天井部９は、第１の天井部８の下方に配設されたもので、天蓋部２ａと円筒部２ｂとのほぼ境界部分に形成されたものである。この第２の天井部９は、耐火煉瓦がドーム状に組まれて２００ｍｍから３００ｍｍ程度の厚さに形成されたもので、第２の天井部９の上下に貫通する貫通孔１２を多数形成したものである。このような構成によって貫通孔１２は、前記空間部１０内と、第２の天井部９の下方の混合室６内とを連通させている。
【００１７】
また、これら貫通孔１２は、図２（ｂ）に示すように前記空間部１０側が大径であり、前記混合室６側が小径であるテーパー形状の孔からなっている。具体的には、大径側の内径が５０ｍｍ程度、小径側の内径が３０ｍｍ程度となっている。これら貫通孔１２は、頂部燃焼式熱風炉１の大きさによっても異なるものの、本実施形態では数百から数千個程度ほぼ均一に分散して形成配置されている。したがって、後述するように空気供給用配管１３から供給される燃焼用空気が第２の天井部９を通って混合室６内に流入する際、シャワー状に分散して流入するようになっている。
【００１８】
図１（ａ）、（ｂ）、図２（ｂ）に示すように混合部２には、その天蓋部２ａに空気供給用配管１３が接続され、円筒部２ｂ、すなわち混合部２の側周部に燃料供給用配管１４が接続されている。空気供給用配管１３は、天蓋部２ａの中心部、すなわち最頂部の外壁部に対してほぼ鉛直方向下方に向けて接続し、前記通気孔１１に連通したもので、図示しない空気供給源に接続して燃焼用空気を混合室６内に供給するように構成されたものある。
【００１９】
燃料供給用配管１４は、円筒部２ｂの外壁面から前記耐火物層７を貫通して混合室６の内面にまで延び、該内面に開口したもので、図示しない燃料供給源に接続して燃料ガスを混合室６内に供給するように構成されたものである。なお、この燃料供給用配管１４によって混合室６内に供給する燃料ガスの、燃料供給源側での供給圧は、本実施形態の頂部燃焼式熱風炉１が適用される高炉プラントの仕様によって決まっている。したがって、特に燃料供給用配管１４での圧損は、混合室６内に供給する燃料ガスの流量に大きく影響する。すなわち、十分でかつ安定した流量の燃料ガスを混合室６内に供給するためには、燃料ガスの供給系全体での圧損、特に燃料供給用配管１４での圧損を小さくすることが重要になっている。
【００２０】
そこで、本実施形態では、燃料供給用配管１４を１本のみ直接円筒部２ｂに接続し、前記耐火物層７を貫通して混合室６の内面に開口させている。したがって、構成が簡易になっており、また、配管径を熱風炉１の容量に合わせて、例えば７００ｍｍ程度から１７００ｍｍ程度の大きさにすることができる。よって、燃料供給用配管１４での圧損が十分に抑えられ、従来の熱風炉、特にバーナー部のチャネルなどの構造が複雑である前記特許文献３の熱風炉に比べて、圧損が格段に低減化されたものとなっている。
【００２１】
また、この燃料供給用配管１４は、平面図である図１（ｂ）に示すように、燃料ガスを混合室６の内面に沿って吹き込むよう配置されている。すなわち、燃料供給用配管１４は、その中心軸が、開口１４ａの最外端１４ｂの位置での、混合室６の内面（内周面）の接線方向と平行になるように配置されている。したがって、燃料供給用配管１４による燃料ガスの吹き込み方向は、前記最外端１４ｂの位置での、混合室６の内面（内周面）の接線方向と平行になっており、該内面に沿って吹き込むようになっている。このような構成のもとに燃料供給用配管１４は、混合室６内に燃料ガスを吹き込むことにより、図１（ｂ）中に矢印で示すように、混合室６内に燃料ガスの旋回流を形成するようになっている。
【００２２】
このような構成のもとに、前記空気供給用配管１３から供給される燃焼用空気は、第１の天井部８の通気孔１１を通って空間部１０に流入することで放射状に拡がり、さらに第２の天井部９の貫通孔１２を通って混合室６内に流入し、前記旋回流に吹き込むようになっている。その際、燃焼用空気は前記したようにシャワー状に分散して流入するので、旋回流を形成する燃料ガスとより良好に、かつ均一に混合するようになっている。
【００２３】
なお、空気供給用配管１３での圧損についても、燃料供給用配管１４での圧損と同様により小さくすることが求められている。そこで、本実施形態では空気供給用配管１３についてもこれを１本のみ直接天蓋部２ａに接続しているので、構成が簡易になっており、また、配管径を燃料供給用配管１４と同様に、例えば７００ｍｍ程度から１７００ｍｍ程度の大きさにすることができる。よって、空気供給用配管１３での圧損も十分に抑えられ、従来の熱風炉、特にバーナー部のチャネルなどの構造が複雑である前記特許文献３の熱風炉に比べて、圧損が格段に低減化されたものとなっている。
【００２４】
このような構成からなる混合部２は、その混合室６内がバーナー部として機能するようになっている。すなわち、本実施形態の頂部燃焼式熱風炉１は、常時１４００℃〜１５００℃程度に加熱されるため、燃料ガスと燃焼用空気とが混合室６内に供給され、これらが所定の混合度に混合されると、自然発火するようになっている。つまり、燃料供給用配管１４の開口１４ａのやや下方から、後述する縮流部４、スロート部５にかけて、燃焼が起こるようになっている。なお、燃料供給用配管１４からの燃料ガスの供給量（供給流量）と空気供給用配管１３からの燃焼用空気の供給量（供給流量）との比は、特に限定されないものの、本実施形態では例えばほぼ１：１となるように設定される。
【００２５】
縮流部４は、混合部２の縮径部２ｃに接続した円筒状のもので、混合室６に連通する縮流路４ａを内部に形成したものである。スロート部５は、縮流部４に接続した円錐台形状のもので、縮流路４ａに連通する拡径路５ａを内部に形成したものである。このような構成によって縮流路４ａおよび拡径路５ａは、混合室６の内径を一旦縮めた後、再度拡径することにより、燃料ガスと燃焼用空気との混合度を高め、かつ、燃焼による熱膨張の影響を抑えて燃焼ガスを均一な流速で下降させるようになっている。
【００２６】
蓄熱部３は、スロート部５に接続した円筒状のもので、内部に蓄熱室３ａを形成し、さらに上部（スロート部５側）に熱風供給管１５を接続し、底部に煙道管１６を接続したものである。蓄熱室３ａには、その底部に設けられた蓄熱用煉瓦受金物１７上に、蓄熱用煉瓦１８が積層されており、混合室６側での燃焼によって生じた熱が、蓄熱用煉瓦１８に蓄積されるようになっている。熱風供給管１５は、高炉側に接続するもので、後述するように蓄熱用煉瓦１８に蓄積された熱を有する熱風を、高炉側に供給するためのものである。
【００２７】
煙道管１６は、蓄熱用煉瓦受金物１７の側方に配置されたもので、煙道弁１９を有し、さらに排気ダクト（図示せず）に接続したものである。また、この煙道管１６には、煙道弁１９より蓄熱部３側に、送風管２０が分岐して設けられている。この送風管２０には、送風弁２１、送風機（図示せず）が設けられている。
【００２８】
このような構成からなる頂部燃焼式熱風炉１にあって、まず、燃焼運転時には、送風弁２１を閉じ、煙道弁１９を開いた状態で、前述したように燃料供給用配管１４から燃料ガスを、また空気供給用配管１３から燃焼用空気を、それぞれ混合室６に供給する。すると、燃料ガスは旋回流を形成し、この旋回流中に燃焼用空気が吹き込まれることにより、これら燃料ガスと燃焼用空気とは互いに混ざり合い、さらに旋回流を形成しつつ互いに混合することで燃焼する。また、このような燃焼は、燃料ガスと燃焼用空気との混合ガスが蓄熱部３側に流動しつつ起こるため、燃焼ガスは蓄熱室３ａ内の蓄熱用煉瓦１８と接触し、熱交換する。したがって、蓄熱用煉瓦１８は、燃焼ガスと熱交換して得た熱を蓄積する。また、熱交換後の燃焼ガス（排ガス）は、煙道管１６を通って排気ダクトに案内される。
【００２９】
このようにして蓄熱用煉瓦１８への蓄熱を行った後、高炉側へ熱風を送る送風運転時には、送風弁２１を開き、煙道弁１９を閉じた状態で、送風機を作動させる。すると、送風管２０から煙道管１６を通って蓄熱室３ａに流入した空気は、蓄熱用煉瓦１８と熱交換することで蓄熱用煉瓦１８に蓄積された熱を受け、熱風となって熱風供給管１５から排出され、高炉側に供給される。
【００３０】
ここで、燃焼運転時には、第１の天井部８を通過して空間部１０に導入された燃焼用空気が、該空間部１０に一時滞留することで第１の天井部８と熱交換し、第１の天井部８を冷却する。
また、送風運転時には、蓄熱用煉瓦１８と熱交換した後の熱風の一部が混合室６内に流入する。すると、第２の天井部９は輻射熱を受けて蓄熱する。したがって、この送風運転後、再度燃焼運転を行った際、燃焼用空気が第２の天井部９を通過した際に該第２の天井部９と熱交換するようになる。
【００３１】
このような運転において、その燃焼運転時には、混合室６内に燃料ガスを吹き込んで旋回流を形成し、この旋回流に燃焼用空気を吹き込むようにしているので、燃焼が良好に起こるようになる。したがって、混合室６内の燃料供給用配管１４の開口１４ａ近傍から拡径路５ａの縮流路４ａ側にかけて形成される燃焼領域において、均一な温度分布が得られるようになる。
【００３２】
よって、本実施形態の頂部燃焼式熱風炉１にあっては、燃焼領域において均一な温度分布が得られるので、温度差や熱膨張差によって内部の耐火物が損傷するのを抑制し、耐久性を向上することができる。したがって、通常は２０年以上の長期に亘って改修等を行うことなく運転する熱風炉にあって、耐久性が向上することでメンテナンスやコストなどの点で極めて有利になる。
【００３３】
また、バーナー部として機能し、したがってバーナー部を兼ねる混合室６の構造を、混合室６内に燃料ガスを吹き込むように混合部２に燃料供給用配管１４を接続するとともに、燃焼用空気を吹き込むように空気供給用配管１３を接続しただけの簡易な構成としているので、設計や製作などの点で有利になり、長寿命化やメンテナンス性の向上を図ることができるとともに、製造コストの低減化を図ることもできる。
【００３４】
また、燃料供給用配管１４を混合部２の側周部に接続し、空気供給用配管１３を天蓋部２ａに直接接続し、これら配管１３、１４を一つずつ設けているので、構造が簡易化し、配管径も大きくなることにより、供給する燃料ガスや燃焼用空気の圧損を十分に低減化することができる。したがって、特に燃料ガスで形成する旋回流をより強くすることができ、これによって混合効率を高め、燃焼のさらなる高効率化を図ることができる。
【００３５】
また、混合部２の天蓋部２ａ側に、空間部１０を介して第１の天井部８と第２の天井部９とを上下に積層しているので、第２の天井部９の貫通孔１２を介して燃焼用空気を混合室６内にシャワー状に分散させて流入させることができ、したがって旋回流を形成する燃料ガスとより良好に、かつ均一に混合することができる。
【００３６】
また、燃焼運転時に第１の天井部８を冷却することができ、これによって構造的に弱くなるドーム状の天蓋部の熱的疲労を緩和し、耐久性を向上することができる。
また、送風運転時における第２の天井部９への輻射により、燃焼運転時では燃焼用空気と第２の天井部９との間で熱交換が起こることにより、熱効率を高めて混合室６内での燃焼効率を高めることができる。
【００３７】
また、貫通孔１２を、混合室６側が小径であり、空間部１０側が大径であるテーパー形状の孔にしているので、燃焼運転時には、空間部１０側から混合室６側への燃焼用空気の流入の際の圧損が低くなる。これに対し、送風運転時には、貫通孔１２が前記テーパー形状の孔になっているので、混合室６側から空間部１０側に熱風が逆流する際の圧損が相対的に高くなる。よって、混合室６側から空間部１０側への熱風の逆流が抑制される。
【００３８】
また、混合部２の側周部に燃料供給用配管１４を接続し、混合部２の天蓋部２ａに空気供給用配管１３を接続しているので、特に供給圧が制限されている燃料ガス用の燃料供給用配管１４側での圧損を低く抑えることができる。すなわち、天蓋部２ａ側に天井部を二層形成したことで、天蓋部２ａからの供給の方が側周部からの供給に比べて圧損が高くなるものの、燃料供給用配管１４を側周部に接続しているため、前記したようにその圧損を低く抑えることができる。
【００３９】
続いて、図３を参照して、第２実施形態に係る頂部燃焼式熱風炉３０を説明する。この頂部燃焼式熱風炉３０が図１（ａ）、（ｂ）に示した頂部燃焼式熱風炉１と主に異なるところは、図３（ａ）に示すように天蓋部２ａに接続する空気供給用配管１３を複数設けた点である。すなわち、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように天蓋部２ａの外周部（平面視して円筒部２ｂの内壁近傍）に空気供給用配管１３を四つ、周方向に等間隔で配設している。
【００４０】
また、本実施形態では、第１実施形態と異なり、図２（ａ）に示した混合部２内における第２の天井部９が設けられておらず、第１の天井部８、つまり耐火物層７のみからなっている。したがって、四つの空気供給用配管１３から供給される燃焼用空気は、これら空気供給用配管１３に連通する通気孔１１を通って混合室６内に流入し、燃料供給用配管１４から供給された燃料ガスが形成する旋回流中に、上方から下方に向かって吹き込むようになっている。
【００４１】
このような構成の頂部燃焼式熱風炉３０にあっても、燃料ガスが形成する旋回流に燃焼用空気を吹き込むようにしているので、燃焼が良好に起こり、燃焼領域において均一な温度分布を得ることができる。したがって、温度差や熱膨張差によって内部の耐火物が損傷するのを抑制し、耐久性を向上することができる。
また、バーナー部を兼ねる混合室６の構造を簡易にしているので、設計や製作などの点で有利になり、長寿命化やメンテナンス性の向上を図ることができるとともに、製造コストの低減化を図ることもできる。
また、供給する燃料ガスや燃焼用空気の圧損を低減化することができるので、特に燃料ガスで形成する旋回流をより強くすることができ、これによって混合効率を高め、燃焼のさらなる高効率化を図ることができる。
【００４２】
続いて、図４を参照して、第３実施形態に係る頂部燃焼式熱風炉４０を説明する。この頂部燃焼式熱風炉４０が図３（ａ）、（ｂ）に示した頂部燃焼式熱風炉３０と主に異なるところは、図３（ａ）に示すように円筒部２ｂに接続する燃料供給用配管１４も複数設けた点である。すなわち、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように円筒部２ｂ（混合部２の側周部）の外壁部に、燃料供給用配管１４を四つ、周方向に等間隔で配設している。
【００４３】
これら四つの燃料供給用配管１４は、図１（ｂ）に示した燃料供給用配管１４と同様に、燃料ガスを混合室６の内面に沿って吹き込むように配置されている。
なお、本実施形態でも、前記第２実施形態と同様に、図２（ａ）に示した混合部２内における第２の天井部９が設けられておらず、第１の天井部８、つまり耐火物層７のみからなっている。
【００４４】
また、本実施形態では、前記第２実施形態と同様に、空気供給用配管１３も四つ設けられており、これら空気供給用配管１３と燃料供給用配管１４とは、互いに対応して配置されている。すなわち、各空気供給用配管１３は、対応する燃料供給用配管１４の開口部の前方、つまり吹き込み方向側に配置されている。これによって各空気供給用配管１３から供給された燃焼用空気は、対応する燃料供給用配管１４から供給された燃料ガスが形成する旋回流中に吹き込まれるようになっている。
【００４５】
このような構成の頂部燃焼式熱風炉４０にあっても、燃料ガスが形成する旋回流に燃焼用空気を吹き込むようにしているので、燃焼が良好に起こり、燃焼領域において均一な温度分布を得ることができる。したがって、温度差や熱膨張差によって内部の耐火物が損傷するのを抑制し、耐久性を向上することができる。
また、バーナー部を兼ねる混合室６の構造を簡易にしているので、設計や製作などの点で有利になり、長寿命化やメンテナンス性の向上を図ることができるとともに、製造コストの低減化を図ることもできる。
また、供給する燃料ガスや燃焼用空気の圧損を低減化することにより、混合効率を高め、燃焼のさらなる高効率化を図ることができる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記第２実施形態、第３実施形態では、第２の天井部９を設けることなく、第１の天井部８のみによって天蓋部２ａ側の耐火物層７を形成したが、これら第２実施形態や第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、空間部１０を介して第１の天井部８と第２の天井部９とを積層して構成してもよい。
【００４７】
また、その場合に、第２の天井部９に形成する貫通孔１２については、第２の天井部９の全域にほぼ均一に形成することなく、空気供給用配管１３の吹き込み方向にのみ形成配置するようにしてもよい。すなわち、空気供給用配管１３の下端の開口が第２の天井部９に向かう位置に、貫通孔１２を形成するのが好ましい。このようにすれば、空気供給用配管１３から吹き出された空気が直接旋回流に到達しやすくなる。
また、前記実施形態では、燃料供給用配管１４を混合部２の側周部に接続し、空気供給用配管１３を天蓋部２ａに接続したが、逆に、燃料供給用配管１４を天蓋部２ａに接続し、空気供給用配管１３を混合部２の側周部に接続してもよい。
【００４８】
また、前記第２実施形態における空気供給用配管１３（天蓋部２ａに接続する配管）や、前記第３実施形態における空気供給用配管１３（天蓋部２ａに接続する配管）および燃料供給用配管１４（混合部２の側周部に接続する配管）の本数については、四つに限定されることなく、任意の本数が採用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１、３０、４０…頂部燃焼式熱風炉、２…混合部、２ａ…天蓋部、２ｂ…円筒部、３…蓄熱部、３ａ…蓄熱室、６…混合室、７…耐火物層、８…第１の天井部、９…第２の天井部、１０…空間部、１２…貫通孔、１３…空気供給用配管、１４…燃料供給用配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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