(57)【要約】【課題】  炉内に形成する火炎の形状を変更可能にしながら、軽量化及び低廉化を図り得る加熱炉用の燃焼装置を提供する。【解決手段】  炉内にガス燃料を噴出する燃料噴出部Ｂにガス燃料を供給する燃料供給部が、燃料噴出部Ｂの中央噴出路３１及び周囲噴出路３２のいずれか一方にガス燃料を供給するように設けられ、燃料噴出部Ｂが、中央噴出路３１と周囲噴出路３２とを連通する連通部３４を通して、中央噴出路３１に供給されたガス燃料の一部を周囲噴出路３２に供給する又は周囲噴出路３２に供給されたガス燃料の一部を中央噴出路３１に供給するように構成され、中央噴出路３１に供給されたガス燃料を連通部３４を通して周囲噴出路３２に分配する分配比率又は周囲噴出路３２に供給されたガス燃料を連通部３４を通して中央噴出路３１に分配する分配比率を調整する分配比調整手段Ｓが燃料噴出部Ｂに設けられている。【選択図】        図５
2007093089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内にガス燃料を噴出する燃料噴出部と、
その燃料噴出部のガス燃料噴出箇所とは異なる箇所に設けられた酸素含有ガス供給口から、前記燃料噴出部から噴出されるガス燃料の燃焼域に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部とが設けられ、
前記燃料噴出部が、外筒状体と内筒状体とを同軸心状に備えて、前記内筒状体の筒内にて中央噴出路を形成し且つ前記内筒状体と前記外筒状体との間に環状の周囲噴出路を形成するように構成された加熱炉用の燃焼装置であって、
前記燃料噴出部にガス燃料を供給する燃料供給部が、前記中央噴出路及び前記周囲噴出路のいずれか一方にガス燃料を供給するように設けられ、
前記燃料噴出部が、前記中央噴出路と前記周囲噴出路とを連通する連通部を通して、前記中央噴出路に供給されたガス燃料の一部を前記周囲噴出路に供給する又は前記周囲噴出路に供給されたガス燃料の一部を前記中央噴出路に供給するように構成され、
前記中央噴出路に供給されたガス燃料を前記連通部を通して前記周囲噴出路に分配する分配比率又は前記周囲噴出路に供給されたガス燃料を前記連通部を通して前記中央噴出路に分配する分配比率を調整する分配比調整手段が前記燃料噴出部に設けられている加熱炉用の燃焼装置。
【請求項２】
前記周囲噴出路に、その周囲噴出路から噴出されるガス燃料を旋回させる旋回手段が設けられている請求項１記載の加熱炉用の燃焼装置。
【請求項３】
前記燃料供給部が、前記中央噴出路にガス燃料を供給するように設けられ、
前記内筒状体が長尺状であり、
前記外筒状体が、前記内筒状体における先端側に偏った状態で前記内筒状体の外周部に設けられ、
前記連通部としての連通孔が、前記内筒状体における前記外筒状体内に位置する部分に設けられている請求項１又は２記載の加熱炉用の燃焼装置。
【請求項４】
前記分配比調整手段が、前記中央噴出路内における前記連通孔よりもガス燃料通流方向下流側の箇所に、ガス燃料の通過を制限する通過孔を備える分配比設定体を着脱自在に設けて構成されている請求項３記載の加熱炉用の燃焼装置。
【請求項５】
前記燃料噴出部が、前記外筒状体と前記内筒状体とを、前記外筒状体の先端が前記内筒状体の先端よりも突出する状態で備えるように構成され、
前記外筒状体における先端側の内周面が、先端側ほど小径となる先細り状の収束用内周面部分と、その収束用内周面部分の先端から等径状に延びる又は先端側ほど大径となる先広がり状に延びる案内用内周面部分とを備えて構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱炉用の燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炉内にガス燃料を噴出する燃料噴出部と、
その燃料噴出部のガス燃料噴出箇所とは異なる箇所に設けられた酸素含有ガス供給口から、前記燃料噴出部から噴出されるガス燃料の燃焼域に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部とが設けられ、
前記燃料噴出部が、外筒状体と内筒状体とを同軸心状に備えて、前記内筒状体の筒内にて中央噴出路を形成し且つ前記内筒状体と前記外筒状体との間に環状の周囲噴出路を形成するように構成された加熱炉用の燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる加熱炉用の燃焼装置（以下、単に燃焼装置と称する場合がある）は、燃料噴出部により、炉内にガス燃料を噴出し、その燃料噴出部のガス燃料噴出箇所とは異なる箇所の酸素含有ガス供給口から、前記燃料噴出部から噴出されるガス燃料の燃焼域に燃焼用酸素含有ガスを供給することにより、炉内でガス燃料と酸素含有ガスとを接触させて火炎を形成して燃焼させるようにしたものであり、例えば、ガラス原料を溶解させる溶解槽の上方に火炎を形成して、溶解槽を加熱する用途で用いられる。
【０００３】
又、かかる燃焼装置は、燃料噴出部を、外筒状体と内筒状体とを同軸心状に備えて、内筒状体の筒内にて中央噴出路を形成し且つ内筒状体と外筒状体との間に環状の周囲噴出路を形成するように構成して、中央噴出路から噴出されるガス燃料の周囲を覆う状態で、周囲噴出路からガス燃料を噴出させることにより、中央噴出路から噴出されるガス燃料と燃焼用酸素含有ガスとの接触を抑制して、炭素粒を発生させながらガス燃料を燃焼させることにより、輝炎を形成するものである。
【０００４】
そして、このような燃焼装置において、中央噴出路からのガス燃料の噴出量と周囲噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を変更することにより、炉内で形成される火炎の形状を変更するように構成している。
つまり、中央噴出路からのガス燃料の噴出量の比率を大きくすると、中央噴出路からのガス燃料の噴出速度が速くなってエジェクタ作用が強くなることにより、燃焼用酸素含有ガスの吸引が促進されて燃焼が速くなるので、火炎の長さを短くすることができ、逆に、中央噴出路からのガス燃料の噴出量の比率を小さくすると、エジェクタ作用が弱くなることにより、燃焼用酸素含有ガスの吸引が弱まって燃焼が遅くなるので、火炎の長さを長くすることができる。
例えば、ガス燃料噴出部からのガス燃料の噴出方向に沿う方向での炉内の長さが短くなるほど火炎の長さを短くする等、炉内の形状に合わせて火炎の長さを変更することになる。
【０００５】
このような燃焼装置において、従来は、燃料噴出部にガス燃料を供給する燃料供給路を、中央噴出路向けと周囲噴出路向けとに分岐して、それらの分岐路により中央噴出路と周囲噴出路とに各別にガス燃料を供給するようにすると共に、各分岐路にガス燃料の供給量を調節する分配比調整用の燃料調節弁を設けて、それら分配比調整用の燃料調節弁の調節により、中央噴出路からのガス燃料の噴出量と周囲噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を変更するように構成していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９４０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の燃焼装置では、火炎の形状を変更可能に構成するに当たって、燃料供給路を中央噴出路向けと周囲噴出路向けとに分岐して、各分岐路に分配比調整用の燃料調節弁を設けることから、燃焼装置の重量が増大すると共に、価格が高くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、炉内に形成する火炎の形状を変更可能にしながら、軽量化及び低廉化を図り得る加熱炉用の燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の加熱炉用の燃焼装置は、炉内にガス燃料を噴出する燃料噴出部と、
その燃料噴出部のガス燃料噴出箇所とは異なる箇所に設けられた酸素含有ガス供給口から、前記燃料噴出部から噴出されるガス燃料の燃焼域に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部とが設けられ、
前記燃料噴出部が、外筒状体と内筒状体とを同軸心状に備えて、前記内筒状体の筒内にて中央噴出路を形成し且つ前記内筒状体と前記外筒状体との間に環状の周囲噴出路を形成するように構成されたものであって、
第１特徴構成は、前記燃料噴出部にガス燃料を供給する燃料供給部が、前記中央噴出路及び前記周囲噴出路のいずれか一方にガス燃料を供給するように設けられ、
前記燃料噴出部が、前記中央噴出路と前記周囲噴出路とを連通する連通部を通して、前記中央噴出路に供給されたガス燃料の一部を前記周囲噴出路に供給する又は前記周囲噴出路に供給されたガス燃料の一部を前記中央噴出路に供給するように構成され、
前記中央噴出路に供給されたガス燃料を前記連通部を通して前記周囲噴出路に分配する分配比率又は前記周囲噴出路に供給されたガス燃料を前記連通部を通して前記中央噴出路に分配する分配比率を調整する分配比調整手段が前記燃料噴出部に設けられている点を特徴とする。
【００１０】
即ち、燃料供給部により、中央噴出路及び周囲噴出路のいずれか一方にガス燃料が供給され、中央噴出路に供給されたガス燃料の一部が連通部を通して周囲噴出路に供給されて、又は、周囲噴出路に供給されたガス燃料の一部が連通部を通して中央噴出路に供給されて、中央噴出路から噴出されるガス燃料の周囲を覆う状態で、周囲噴出路からガス燃料が噴出されるので、燃料噴出部から噴出されるガス燃料を輝炎を形成しながら燃焼させることができる。
そして、燃料噴出部に設けられている分配比調整手段により、中央噴出路に供給されたガス燃料を連通部を通して周囲噴出路に分配する分配比率又は周囲噴出路に供給されたガス燃料を連通部を通して中央噴出路に分配する分配比率を調整することにより、中央噴出路からのガス燃料の噴出量と周囲噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を調整して、炉内に形成される火炎の形状を調整することができる。
【００１１】
つまり、燃料供給部としての燃料供給路を中央噴出路向けと周囲噴出路向けとに分岐する等、燃料供給部を中央噴出路と周囲噴出路とに各別にガス燃料を供給するように構成することなく、並びに、前記燃料供給路における中央噴出路向けの分岐路及び周囲噴出路向けの分岐路に各別に設ける２個の分配比調整用の燃料調節弁等、中央噴出路及び周囲噴出路夫々へのガス燃料の供給量を各別に調節するための分配比調整用の弁類を不要としながら、中央噴出路からのガス燃料の噴出量と周囲噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を変更して、炉内に形成される火炎の形状を変更することが可能となる。
従って、炉内に形成する火炎の形状を変更可能にしながら、軽量化及び低廉化を図り得る加熱炉用の燃焼装置を提供することができるようになった。
【００１２】
第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記周囲噴出路に、その周囲噴出路から噴出されるガス燃料を旋回させる旋回手段が設けられている点を特徴とする。
【００１３】
即ち、環状の周囲噴出路からガス燃料が旋回手段による旋回作用により旋回する状態で噴出されるので、ガス燃料が燃料噴出部からその燃料噴出部の径方向外方に広がるように噴出されることになり、炉内に形成される火炎の長さを短くし且つ幅を広くすることができる。
又、環状の周囲噴出路から噴出される旋回状のガス燃料流にて、中央噴出路から噴出されるガス燃料の周囲を覆うことにより、中央噴出路から噴出されるガス燃料と燃焼用酸素含有ガスとの接触をより一層抑制することができるので、炭素粒を効率良く発生させながら燃焼させることが可能となり、輝炎の発生率を更に向上させることが可能となる。
従って、火炎の長さの短縮化及び幅の増大化を図ると共に、輝炎の発生率を更に向上させることができるようになった。
【００１４】
第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記燃料供給部が、前記中央噴出路にガス燃料を供給するように設けられ、
前記内筒状体が長尺状であり、
前記外筒状体が、前記内筒状体における先端側に偏った状態で前記内筒状体の外周部に設けられ、
前記連通部としての連通孔が、前記内筒状体における前記外筒状体内に位置する部分に設けられている点を特徴とする。
【００１５】
即ち、燃料供給部により、ガス燃料が中央噴出路に供給され、その中央噴出路に供給されたガス燃料の一部が連通部としての連通孔を通して周囲噴出路に供給されるので、中央噴出路から噴出されるガス燃料の周囲を覆う状態で、周囲噴出路からガス燃料が噴出されることになり、燃料噴出部から噴出されるガス燃料を輝炎を形成しながら燃焼させることができる。
【００１６】
そして、内筒状体が長尺状であり、外筒状体が、内筒状体における先端側に偏った状態で内筒状体の外周部に設けられているので、長尺体の内筒体を用いることにより、燃料噴出部を加熱炉に容易に設けることができるようにしながら、外筒状体と内筒状体とが同軸心状となる部分の長さを短くして、燃焼装置の軽量化をより一層図ることができる。
従って、燃焼装置の設置の容易化及びより一層の軽量化を図りながら、本発明を実施することができるようになった。
【００１７】
第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、
前記分配比調整手段が、前記中央噴出路内における前記連通孔よりもガス燃料通流方向下流側の箇所に、ガス燃料の通過を制限する通過孔を備える分配比設定体を着脱自在に設けて構成されている点を特徴とする。
【００１８】
即ち、分配比調整手段が、中央噴出路内における連通孔よりもガス燃料通流方向下流側の箇所に、ガス燃料の通過を制限する通過孔を備える分配比設定体を着脱自在に設けて構成されているので、燃料噴出部に設ける分配比設定体を通過孔の面積が異なるものに交換して、中央噴出路におけるガス燃料の通流抵抗を変更することにより、中央噴出路に供給されたガス燃料を連通孔を通して周囲噴出路に分配する分配比率を変更して、中央噴出路からのガス燃料の噴出量と周囲噴出路からのガス燃料の噴出量との比率を調整することができ、もって、炉内に形成される火炎の形状を変更することができる。
【００１９】
そして、分配比調整手段を構成する分配比設定体を、例えば、板材に通過孔を穿設して板状に構成する等、分配比設定体を軽量且つ小型に構成することが可能となり、分配比調整手段の軽量化並びに小型化を図ることができる。
従って、分配比調整手段の軽量化並びに小型化を図ることができるので、燃焼装置の軽量化をより一層図ることができ、しかも、燃焼装置の小型化も図ることができる。
【００２０】
第５特徴構成は、上記第１〜第４特徴構成のいずれかに加えて、
前記燃料噴出部が、前記外筒状体と前記内筒状体とを、前記外筒状体の先端が前記内筒状体の先端よりも突出する状態で備えるように構成され、
前記外筒状体における先端側の内周面が、先端側ほど小径となる先細り状の収束用内周面部分と、その収束用内周面部分の先端から等径状に延びる又は先端側ほど大径となる先広がり状に延びる案内用内周面部分とを備えて構成されている点を特徴とする。
【００２１】
即ち、周囲噴出路を通流するガス燃料は、外筒状体の先端側の内周面における先細り状の収束用内周面部分にて通流速度が増速された状態で、その収束用内周面部分の先端から延びる等径状又は先広がり状の案内用内周面部分により、直進するように又は広がるように案内されて外筒状体から噴出されるので、燃料噴出部からガス燃料がその噴出方向が安定した状態で噴出されることになり、炉内の雰囲気に煽られ難い火腰の強い火炎を形成することができる。
【００２２】
例えば、案内用内周面部分が等径状の場合は、比較的細長い形状の火腰の強い火炎を形成することができ、案内用内周面部分が先広がり状の場合は、比較的短くて幅広の形状の火腰の強い火炎を形成することができる。
従って、比較的細長い形状又は比較的短くて幅広の形状にて、炉内の雰囲気に煽られ難い火腰の強い火炎を形成することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて、本発明をガラス溶解炉用の燃焼装置に適用した場合の実施の形態を説明する。
先ず、燃焼装置を設ける加熱炉の一例であるガラス溶解炉について説明する。
図１及び図２に示すように、ガラス溶解炉は、平面視で矩形状の溶解槽２を下部に備えると共にアーチ型の天井を備えた炉本体１を中央に設け、溶解槽２の一側縁を区画する炉壁４に設けた投入口４ｉからガラス原料を投入し、その投入口４ｉを設けた炉壁４に対向する炉壁４に形成した取り出し孔４ｅから溶融ガラスを取り出すように構成してある。
そして、投入口４ｉから取り出し孔４ｅへ向かう原料移送方向に対して、炉本体１の左右夫々に、蓄熱室３を原料移送方向に沿って延設し、炉本体１の左右の炉壁４の上部に、複数の空気口（所謂ポート）５を原料移送方向に沿って並設し、蓄熱室３と各空気口５とを空気供給路６にて連通させて、所謂サイドポート式に構成してある。
つまり、空気供給路６は、溶解炉横側部の空気口５（酸素含有ガス供給口に相当する）から炉内７に空気を燃焼用酸素含有ガスとして供給するように構成してあり、酸素含有ガス供給部に相当する。
【００２４】
前記取り出し孔４ｅを形成した炉壁４の外部に、その取り出し孔４ｅにて前記溶解槽２と連通する状態で作業槽８を設けて、前記投入口４ｉから投入したガラス原料を、溶解槽２にて溶融させて作業槽８に向かって流動させて、取り出し孔４ｅを通じて清浄な溶融ガラスを作業槽８に導くように構成してある。
【００２５】
図３にも示すように、前記炉本体１の左右の炉壁４における前記複数の空気口５夫々の下方に、燃料噴出部装着孔４ｓを設け、炉内７にガス燃料を噴出する長尺状の燃料噴出部Ｂを、複数の燃料噴出部装着孔４ｓ夫々に、先端が炉壁４の内面よりも後退した状態で設けてある。
前記空気供給路６は、燃焼用空気を前記空気口５から斜め下方に向けて、燃料噴出部Ｂから噴出されるガス燃料の燃焼域に供給するように構成してある。
【００２６】
燃料噴出部Ｂの設置構成について説明を加えると、図３に示すように、各燃料噴出部装着孔４ｓにおける炉内側の部分の内周面は、炉内側ほど大径となる先広がり状に形成してある。
そして、各燃料噴出部装着孔４ｓに、燃料噴出部Ｂをその先端を前記先広がり状の内周面部分よりも後退させた状態で挿通して設けてある。
【００２７】
つまり、本発明の燃焼装置は、上述のように前記左右夫々の炉壁４に設けた複数の燃料噴出部Ｂと、各燃料噴出部Ｂの上方に設けた空気口５から、各燃料噴出部Ｂから噴出されるガス燃料Ｇの燃焼域に燃焼用空気Ａを供給するように夫々設けた複数の空気供給路６とを備えて、所謂アンダーポート式に構成してある。
【００２８】
左右の燃料噴出部Ｂは、一定時間（例えば、約１５〜３０分）毎に交互に、ガス燃料Ｇの噴出と噴出停止を繰り返し、ガス燃料Ｇを噴出している燃料噴出部Ｂの側の空気口５からは、蓄熱室３を通って高温（１０００〜１２００°Ｃ程度）に予熱された燃焼用空気Ａが炉内７に供給され、ガス燃料Ｇの噴出を停止している燃料噴出部Ｂの側の空気口５からは炉内７の燃焼ガスＥを排出させるようにして、左右の燃料噴出部Ｂにて交互に燃焼させる、所謂交番燃焼を行わせるようにしてある。尚、図１ないし図３は、左側の燃料噴出部Ｂにて燃焼させている状態を示している。
【００２９】
燃料噴出部Ｂから噴出されたガス燃料Ｇの周囲に、その噴出方向に沿って、そのガス燃料Ｇを噴出している燃料噴出部Ｂが設けられている空気口５から燃焼用空気Ａが供給されて、ガス燃料Ｇと燃焼用空気Ａとが接触して拡散燃焼して、所謂、緩慢燃焼し、高輝度の輝炎を含む火炎Ｆが形成され、その火炎の輻射熱により、溶解槽２内のガラス原料を溶解する。炉本体１のアーチ状の天井は、燃焼炎の輻射熱を反射させる。
炉内７の燃焼ガスＥは、ガス燃料Ｇの噴出を停止している燃料噴出部Ｂの側の空気口５から、蓄熱室３に流入し、蓄熱材を通過して、蓄熱材に排熱が回収された後、排気される。
蓄熱室３においては、燃焼ガスＥを排出させる状態のときに、燃焼ガスＥから排熱を蓄熱材に回収して蓄熱し、燃焼用空気Ａを供給する状態のときには、蓄熱材の蓄熱により燃焼用空気Ａを予熱する。そして、そのように予熱された燃焼用空気Ａが、空気供給路６を通流して空気口５から炉内７に供給されるのである。
【００３０】
以下、図４ないし図８に基づいて、燃焼装置について説明を加える。
尚、図６は、図５におけるロ−ロ矢視図であり、図７は、図５におけるハ−ハ矢視図である。
図４ないし図７に示すように、前記燃料噴出部Ｂは、外筒状体１０と内筒状体２０とを外筒状体１０の先端が内筒状体２０の先端よりも突出する状態で同軸心状に備えて、内筒状体２０の筒内にて中央噴出路３１を形成し且つ内筒状体２０と外筒状体１０との間に環状の周囲噴出路３２を形成するように構成してある。尚、外筒状体１０と内筒状体２０とは同軸心状であるので、以下では、外筒状体１０及び内筒状体２０夫々の軸心を統一して噴出部軸心Ｐと称する場合がある。
【００３１】
そして、本発明では、前記燃料噴出部Ｂにガス燃料を供給する燃料供給部としての燃料供給路３３を、前記中央噴出路３１にガス燃料を供給するように、前記内筒状体２０の後端に接続する状態で設け、燃料噴出部Ｂを、前記中央噴出路３１と前記周囲噴出路３２とを連通する連通部としての複数の連通孔３４を通して、前記中央噴出路３１に供給されたガス燃料の一部を前記周囲噴出路３２に供給するように構成し、前記中央噴出路３１に供給されたガス燃料を前記複数の連通孔３４を通して前記周囲噴出路３２に分配する分配比率（以下、中央噴出路３１から周囲噴出路３２へのガス燃料分配比率と記載する場合がある）を調整する分配比調整手段Ｓを前記燃料噴出部Ｂに設けてある。
【００３２】
前記燃料供給路３３には、前記燃料噴出部Ｂへのガス燃料の供給を断続する燃料断続弁３７、及び、前記燃料噴出部Ｂへのガス燃料の供給量を調節する燃料供給量調節弁３８を設けてある。
つまり、燃料供給量調節弁３８により、前記燃料噴出部Ｂ全体へのガス燃料の供給量を調節して燃焼量を調節し、詳細は後述するが、前記分配比調整手段Ｓにより、前記中央噴出路３１からのガス燃料の噴出量と前記周囲噴出路３２からのガス燃料の噴出量との比率を変更して、前記炉内７で形成される火炎Ｆの形状を変更することになる。
【００３３】
前記内筒状体２０は、長尺円筒状の内筒本体部２１と、その内筒本体部２１の先端に着脱自在に接続される内筒ノズル部２２とを備えて長尺状に構成し、前記外筒状体１０は、円筒状の外筒本体部１１と、その外筒本体部１１の先端に着脱自在に接続される円筒状の外筒キャップ部１２とを備えて構成して、その外筒状体１０を、前記長尺状の内筒状体２０における先端側に偏った状態で前記内筒状体２０の外周部に設け、前記複数の連通孔３４を、前記内筒状体２０における前記外筒状体１０内に位置する部分に設けてある。
【００３４】
前記外筒状体１０及び前記内筒状体２０について、更に説明を加える。
図４及び図５に示すように、前記外筒本体部１１の後端開口部にリング状の蓋板１３を溶接にて取り付け、前記内筒本体部２１の先端部を蓋板１３の孔に挿通した状態で、その内筒本体部２１を底板１３に溶接にて固定して、外筒本体部１１と内筒本体部２１とを同軸心状に一体的に組み付けてある。
以下、このように外筒本体部１１と内筒本体部２１とを同軸心状に一体的に組み付けたものを、燃料噴出部本体Ｂｍと称する場合がある。
【００３５】
図５に示すように、前記外筒本体部１１の先端には、雄ネジ部１１ｓを形成し、前記外筒キャップ部１２の後端には、外筒本体部２１の雄ネジ部１１ｓに螺合自在な雌ねじ部１２ｓを形成して、外筒本体部１１の雄ネジ部１１ｓに外筒キャップ部１２の雌ねじ部１２ｓを螺合することにより、外筒キャップ部１２を外筒本体部１１の先端に着脱自在に接続可能なように構成してある。
【００３６】
前記外筒状体１０を構成する前記外筒キャップ部１２の内周面は、噴出部軸心Ｐに沿う方向に等径状に延びる等径状主内周面部分１２ａと、その等径状主内周面部１２ａの先端に連なり且つ先端側ほど小径となる先細り状の収束用内周面部分１２ｂと、その収束用内周面部分１２ｂの先端から等径状に延びる等径状の案内用内周面部分１２ｃとを備えるように構成してある。
つまり、前記外筒状体１０における先端側の内周面を、先端側ほど小径となる先細り状の収束用内周面部分１２ｂと、その収束用内周面部分の先端から等径状に延びる案内用内周面部分１２ｃとを備えて構成してある。
【００３７】
図５に示すように、前記内筒ノズル部２２の内周面における後端部分に、先端側の部分よりも大径の大径内周面部分２２ａを形成してある。
更に、内筒ノズル部２２を、外周面及び内周面とも噴出部軸心Ｐに沿う方向に略等径状の大等径状部分２２Ａと、その大等径状部分２２Ａの先端から、外周面及び内周面とも先端側ほど小径となる状態で延びる先細り状部分２２Ｂと、その先細り状部２２Ｂの先端から等径状に延びる小等径状部分２２Ｃとを備えるように構成してある。
【００３８】
前記複数の連通孔３４は、前記内筒本体部２１における前記外筒本体部１１への挿通部分に、噴出部軸心Ｐに沿う方向に２列に並ぶ千鳥状に分散して形成してある。
【００３９】
又、図５及び図８に示すように、前記内筒本体部２１の先端には、雄ネジ部２１ｓを形成し、前記内筒ノズル部２２の大径内周面部分２２ａには、内筒本体部２１の雄ネジ部２１ｓに螺合自在な雌ねじ部２２ｓを形成して、内筒本体部２１の雄ネジ部２１ｓに内筒ノズル部２２の雌ねじ部２２ｓを螺合することにより、内筒ノズル部２２を内筒本体部２１の先端に着脱自在に接続可能なように構成してある。
【００４０】
図４ないし図８に示すように、前記分配比調整手段Ｓは、前記中央噴出路３１内における前記複数の連通孔３４よりもガス燃料通流方向下流側の箇所に、ガス燃料Ｇの通過を制限する通過孔３５ａを備える分配比設定体としてのオリフィス板３５を着脱自在に設けて構成してある。
【００４１】
この分配比調整手段Ｓについて説明を加えると、図５及び図８に示すように、前記オリフィス板３５は、前記内筒ノズル部２２の大径内周面部分２２ａに内嵌可能な円板材に１個の通過孔３５ａを穿設することにより板状に構成し、そのオリフィス板３５を、前記内筒ノズル部２２の大径内周面部分２２ａに内嵌した状態で、その内筒ノズル部２２の雌ねじ部２２ｓを前記内筒本体部２１の雄ネジ部２１ｓに羅合することにより、オリフィス板３５を内筒ノズル部２２の内周面の段部と前記内筒本体部２１の先端面との間に挟持する状態で、前記内筒状体２０に保持するように構成してある。
【００４２】
つまり、前記オリフィス板３５により前記中央噴出路３１を通流するガス燃料Ｇに抵抗を与えて、前記燃料供給路３３から供給されて中央噴出路３１を通流するガス燃料Ｇの一部を前記複数の連通孔３４を通過させて前記周囲噴出路３２に流入させることにより、燃料供給路３３により前記中央噴出路３１に供給されたガス燃料Ｇを前記周囲噴出路３２に分配するように構成してある。
【００４３】
そして、前記オリフィス板３５の通過孔３５ａの大きさにより、中央噴出路３１から周囲噴出路３２へのガス燃料分配比率が設定されることになるので、前記オリフィス板３５として、前記通過孔３５ａの面積が夫々異なる複数のオリフィス板３５を用意してあり、内筒状体２０に保持するオリフィス板３５を通過孔３５ａの面積が異なるものに変更することにより、中央噴出路３１を通流するガス燃料Ｇの通流抵抗を変更して、中央噴出路３１から周囲噴出路３２へのガス燃料分配比率を変更する構成としてある。
【００４４】
更に、図４、図５及び図７に示すように、内筒ノズル部２２の外周面には、複数の羽根体３６ｗを周方向に間隔を隔てて並べた状態で溶接にて取り付けて、それら複数の羽根体３６ｗにより、周囲噴出路３２から噴出されるガス燃料を旋回させる旋回手段としての旋回羽根３６を構成してある。
その旋回羽根３６の羽根体３６ｗ夫々は、内筒ノズル部２２の径方向視にてその内筒ノズル部２２の軸心、即ち、噴出部軸心Ｐに対してその周方向一方側に傾斜するように設けて、周囲噴出路３２から噴出されるガス燃料Ｇを旋回させる構成としてある。
【００４５】
ちなみに、内筒ノズル部２２の径方向視にて、羽根体３６ｗが噴出部軸心Ｐに対して傾斜する角度（以下、旋回角度と記載する場合がある）を、例えば、１５°〜４５°の範囲に設定する。
【００４６】
そして、前記燃料噴出部本体Ｂｍの前記内筒本体部２１の先端に、前記オリフィス板３５を大径内周面部分２２ａに内嵌した状態の内筒ノズル部２２を取り付け、燃料噴出部本体Ｂｍの外筒本体部１１の先端に外筒キャップ部１２を取り付けると、上述のように、外筒状体１０と内筒状体２０とが外筒状体１０の先端が内筒状体２０の先端よりも突出する状態で噴出部軸心Ｐにて同軸心状に備えられて、内筒状体２０の筒内にて中央噴出路３１が形成され且つ内筒状体２０と外筒状体１０との間に環状の周囲噴出路３２が形成され、その環状の周囲噴出路２０に、その周囲噴出路２０から噴出されるガス燃料Ｇを旋回させる旋回羽根３６が設けられ、更に、前記分配比調整手段Ｓとしてのオリフィス板３５が燃料噴出部Ｂに組み付けられることになる。
【００４７】
そして、内筒状体２０の先端の開口部が、中央噴出路３１からガス燃料が噴出される中央噴出口３１ｎとなり、内筒状体２０の先端の外周縁と外筒状体１０の内周面とにより、環状の周囲噴出路３２からガス燃料が噴出される環状の周囲噴出口３２ｎが形成される。
【００４８】
又、外筒状体１０における前記内筒状体２０からの突出部分の内周面が、先端側ほど小径となる前記先細り状の収束用内周面部分１２ｂと、その収束用内周面部分１２ｂの先端から延びる前記等径状の案内用内周面部分１２ｃとを備えることになる。
【００４９】
そして、中央噴出路３１から周囲噴出路３２へのガス燃料分配比率を変更するときは、前記外筒キャップ部１２を燃料噴出部本体Ｂｍの外筒本体部１１から取り外し、続いて、内筒ノズル部２２を燃料噴出部本体Ｂｍの前記内筒本体部２１から取り外す。そして、オリフィス板３５を通過孔３５ａの面積が異なるものに交換し、そのオリフィス板３５を内筒ノズル部２２の大径内周面部分２２ａに内嵌して、その内筒ノズル部２２を再び前記燃料噴出部本体Ｂｍの前記内筒本体部２１の先端に取り付け、更に、外筒キャップ部１２を再び燃料噴出部本体Ｂｍの外筒本体部１１の先端に取り付けることになる。
【００５０】
ちなみに、オリフィス板３５を通過孔３５ａの面積が異なるものに交換することにより、中央噴出路３１から周囲噴出路３２へのガス燃料分配比率を変更して、中央噴出路３１からのガス燃料の噴出量と周囲噴出路３２からのガス燃料の噴出量との比を、例えば、１：１０〜５：５の範囲で変更する。
【００５１】
次に、上述のように構成した燃焼装置による燃焼形態について説明する。
図５に示すように、燃料供給路３３から中央噴出路３１に供給されたガス燃料Ｇは、オリフィス板３５により、所定の分配比率にて複数の連通孔３４を通して周囲噴出路３２に分配され、中央噴出路３１を通流するガス燃料Ｇは、先細り状部分２２Ｂにて通流速度が増速された状態で、その先細り状部分２２Ｂの先端から延びる小等径状部分２２Ｃにて直進するように案内されて、中央噴出口３１ｎから噴出部軸心方向に直進状に噴出され、環状の周囲噴出路３２を通流するガス燃料Ｇは、旋回羽根３６による旋回作用により旋回する状態で、中央噴出口３１ｎから噴出されるガス燃料Ｇの周囲を覆うように、環状の周囲噴出口３２ｎから噴出される。
【００５２】
そして、そのように環状の周囲噴出口３２ｎから旋回する状態で噴出されたガス燃料Ｇは、中央噴出口３１ｎから噴出部軸心方向に直進状に噴出されたガス燃料Ｇを覆う状態で、外筒状体１０の先端側の内周面における先細り状の収束用内周面部分１２ｂにて通流速度が増速された後、その収束用内周面部分１２ｂの先端から延びる等径状の案内用内周面部分１２ｃによる案内により、旋回しつつ噴出部軸心方向に進むように外筒状体１０から噴出されるので、ガス燃料Ｇが燃料噴出部Ｂから噴出方向が安定した状態で噴出される。
【００５３】
そして、図３に示すように、燃料噴出部Ｂから噴出方向が安定した状態で噴出されるガス燃料Ｇの燃焼域に空気口５から燃焼用空気Ａが供給されて、ガス燃料Ｇが燃焼するので、炉内７の雰囲気に煽られ難い火腰の強い火炎Ｆを形成することができる。
【００５４】
又、環状の周囲噴出路３２からガス燃料Ｇが旋回する状態で噴出されるので、火炎Ｆの幅を広くすることができる。
又、周囲噴出路３２から噴出される旋回状のガス燃料流Ｇにて、中央噴出路３１から噴出されるガス燃料Ｇの周囲を覆うことにより、中央噴出路３１から噴出されるガス燃料Ｇと燃焼用空気Ａとの接触をより一層抑制することができるので、炭素粒を効率良く発生させながら燃焼させることができ、輝炎の発生率をより一層向上させることができる。
【００５５】
そして、燃料噴出部Ｂに設けるオリフィス板３５を通過孔３５ａの面積が異なるものに交換することにより、前記中央噴出路３１からのガス燃料の噴出量と前記周囲噴出路３２からのガス燃料の噴出量との比率を調節することにより、図１ないし図３において、実線及び一点鎖線にて示すように、火炎Ｆの形状を変更することができる。
【００５６】
中央噴出路３１からのガス燃料の噴出量と周囲噴出路３２からのガス燃料の噴出量との比率を中央噴出路３１からのガス燃料の噴出量の比率が小さくなるように変更すると、火炎Ｆの形状を、例えば、図１ないし図３において実線にて示す如き形状から、長さを長く且つ幅を狭くして、図１ないし図３において一点鎖線にて示す如き形状に変更することができる。
【００５７】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を説明するが、第２実施形態においては、燃料噴出部Ｂの構成が異なる以外は、第１実施形態と同様に構成してあるので、主として、燃料噴出部Ｂの構成について説明する。
【００５８】
図９に示すように、この第２実施形態では、上記の第１実施形態と同様に、燃料噴出部Ｂを、外筒状体１０と内筒状体２０とを、外筒状体１０の先端が内筒状体２０の先端よりも突出する状態で備えるように構成してあるが、前記外筒状体１０における先端側の内周面を、先端側ほど小径となる先細り状の収束用内周面部分１２ｂと、その収束用内周面部分１２ｂの先端から先端側ほど大径となる先広がり状に延びる先広がり状の案内用内周面部分１２ｄとを備えて構成してある。
【００５９】
又、内筒状体２０は、第１実施形態と同様に、大等径状部分２２Ａと、その大等径状部分２２Ａの先端から延びる先細り状部分２２Ｂと、その先細り状部２２Ｂの先端から延びる小等径状部分２２Ｃとを備えるように構成してあるが、その内筒状体２０を、その先端が外筒状体１０内における案内用内周面部分１２ｄに位置し、且つ、内筒状体２０の先細り状部分２２Ｂの外周面と外筒状体１０の収束用内周面部分１２ｂとの間隔が内筒状体２０の大等径状部分２２Ａの外周面と外筒状体１０の等径状主内周面部分１２ａとの間隔よりも狭くなるように、外筒状体１０に対して設けることにより、外筒状体１０の先細り状の収束用内周面部分１２ｂによるガス燃料Ｇの収束作用が強くなるように構成してある。
【００６０】
従って、環状の周囲噴出路３２を通流するガス燃料Ｇは、内筒状体２０の先細り状部分２２Ｂの外周面と外筒状体１０の収束用内周面部分１２ｂとの間に形成される先細り状の環状の流路部分にて効果的に通流速度が増速された状態で、環状の周囲噴出口３２ｎから旋回する状態で噴出され、更に、外筒状体１０の先広がり状の案内用内周面部分１２ｄの案内により、先広がり状に旋回する状態で外筒状体１０から噴出されるので、長さが短く且つ幅が広い形状で火腰の強い火炎を形成することができる。
【００６１】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  本発明の燃焼装置は、上記の実施形態に例示したサイドポート式のガラス溶解炉以外に、図１０及び図１１に示すように、所謂エンドポート式のガラス溶解炉の燃焼装置にも適用することができる。
以下、エンドポート式のガラス溶解炉について説明する。
炉体１の一側面を形成する炉壁４の外側に、左右一対の蓄熱室３を設けると共に、その炉壁４に、各蓄熱室３に対応させて空気口５を形成し、各蓄熱室３と各空気口５とを空気供給路６にて連通させてある。
そして、前記左右一対の空気口５を形成した炉壁４における前記左右一対の空気口５夫々の下方に、燃料噴出部装着孔４ｓを設け、各燃料噴出部装着孔４ｓに、第１実施形態と同様の燃料噴出部Ｂを第１実施形態と同様に設けて、左右の燃料噴出部Ｂを用いて交番燃焼を行わせるように構成してある。
【００６２】
燃料噴出部Ｂを設けた側面の一方に隣接する側面を形成する炉壁４における燃料噴出部Ｂの側の端部に、ガラス原料の投入口４ｉを設け、燃料噴出部Ｂを設けた側面に対向する側面を形成する炉壁４の外部に作業槽８を設けると共に、その作業槽８と溶解槽２との間の炉壁４には、溶解槽２と作業槽８とを連通させる取り出し孔４ｅを形成してある。
つまり、投入口４ｉからガラス原料を溶解槽２に投入して、そのガラス原料を、燃料噴出部Ｂを設けた側面側からそれに対向する側面側の取り出し孔４ｅに向けて、火炎Ｆの長手方向に沿って流動させながら溶融させ、取り出し孔４ｅを通じて、清浄な溶融ガラスを作業槽８に導くように構成してある。
【００６３】
（ロ）  前記分配比調整手段Ｓを、前記中央噴出路３１内における前記複数の連通孔３４よりもガス燃料通流方向下流側の箇所に、ガス燃料Ｇの通過を制限する通過孔を備える分配比設定体を備えて構成する場合に、分配比設定体としては、上記の各実施形態にて例示した如き、１個の通過孔３５ａを備えた板状のオリフィス板３５に限定されるものではなく、例えば、多孔状板や筒状体でも良い。
【００６４】
（ハ）  前記分配比調整手段Ｓの具体構成は、上記の各実施形態にて例示した構成に限定されるものではない。
例えば、上記の各実施形態のように、燃料供給部としての燃料供給路３３を、中央噴出路３１にガス燃料を供給するように設ける場合、前記分配比調整手段Ｓの具体構成としては、下記の構成が可能である。
即ち、分配比調整手段Ｓを、内筒状体２０における複数の連通孔３４の形成箇所の外周部に、円筒状の開口度調整体を摺動状態で噴出部軸心方向に移動自在に設けて構成することができる。この場合は、前記開口度調整体を噴出部軸心方向に移動させて、複数の連通孔３４の開口面積を変更調節することにより、中央噴出路３１から周囲噴出路３２へのガス燃料分配比率を変更調節する。
又、分配比調整手段Ｓを、先端の中央噴出口３１ｎの径が異なる内筒ノズル部２２を、前記内筒本体部２１の先端に付け換え自在なように設けて構成することができる。この場合、内筒本体部２１の先端に取り付ける内筒ノズル部２２を、中央噴出口３１ｎの径が異なるものに変更することにより、中央噴出路３１から周囲噴出路３２へのガス燃料分配比率を変更調節する。
【００６５】
（ニ）  上記の実施形態では、燃料供給部を中央噴出路３１にガス燃料を供給するように設けたが、燃料供給部としての燃料供給路３３を外筒状体１０の後端部に連通接続する等、燃料供給部を周囲噴出路３２にガス燃料を供給するように設けても良い。
この場合、前記燃料噴出部Ｂは、中央噴出路３１と周囲噴出路３２とを連通する連通部を通して、周囲噴出路３２に供給されたガス燃料の一部を中央噴出路３２に供給するように構成し、前記分配比調整手段Ｓは、周囲噴出路３２に供給されたガス燃料を連通部を通して中央噴出路３２に分配する分配比率を調整するように構成する。
具体的には、前記分配比調整手段Ｓは、周囲噴出路３２内における前記連通部としての連通孔３４よりもガス燃料通流方向下流側の箇所に、ガス燃料の通過を制限する通過孔を備える分配比設定体を着脱自在に設けて構成することになる。
この場合、上記の実施形態において、内筒本体部２１と内筒ノズル部２２との連結部分にオリフィス板３５を保持させるのと同様の構成にて、外筒本体部１１と外筒キャップ部１２との連結部に、ガス燃料の通過を制限する複数の通過孔を周方向に分散状態で備える環状の分配比設定体を設けることになる。そして、前記環状の分配比設定体として、前記複数の通過孔の総面積が異なる複数のものを用意することになる。
【００６６】
（ホ）  外筒状体１０と内筒状体２０との配置形態としては、上記の実施形態にて例示した配置形態、即ち、外筒状体１０の先端が内筒状体２０の先端よりも突出する配置形態に限定されるものではなく、外筒状体１０の先端と内筒状体２０の先端とが噴出部軸心方向において同位置に位置する配置形態や、外筒状体１０の先端が内筒状体２０の先端よりも後退する配置形態でも良い。
【００６７】
（ヘ）  内筒本体部２１の先端に付け換え自在な内筒ノズル部２２として、旋回羽根３６の旋回角度が異なる複数を用意して、内筒ノズル部２２を付け換えることにより、旋回羽根３６の旋回角度を変更可能なように構成しても良い。この場合、旋回羽根３６の旋回角度を変更することにより、燃料噴出部Ｂから噴出されるガス燃料の広がり程度を変更して、火炎の幅及び長さを変更することができる。
【００６８】
（ト）  上記の実施形態において、旋回羽根３６を省略しても良い。
【００６９】
（チ）  空気口５から炉内７に供給する燃焼用酸素含有ガスとしては、上記の実施形態において例示した空気以外に、空気に炉内７から排出した燃焼排ガスを混合したものや、酸素含有率を高くした酸素富化空気等、種々のものを用いることができる。
【００７０】
（リ）  本発明は、上記の各実施形態で例示したガラス溶解炉や、図１０及び図１１にて示す別実施形態で例示したガラス溶解炉以外にも、種々の加熱炉用の燃焼装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置を設けたガラス溶解炉の縦断面図
【図２】図１のイ−イ矢視図
【図３】実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置を設けたガラス溶解炉の要部の縦断面図
【図４】第１実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置の燃料噴出部の縦断面図
【図５】第１実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置の燃料噴出部の要部の縦断面図
【図６】図５のロ−ロ矢視図
【図７】図５のハ−ハ矢視図
【図８】第１実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置の燃料噴出部の要部の縦断面図
【図９】第２実施形態に係る加熱炉用の燃焼装置の燃料噴出部の要部の縦断面図
【図１０】別実施形態に係るガラス溶解炉の縦断面図
【図１１】図１０のニ−ニ矢視図
【符号の説明】
【００７２】
５              酸素含有ガス供給口
６              酸素含有ガス供給部
７              炉内
１０            外筒状体
１２ｂ          収束用内周面部分
１２ｃ，１２ｄ  案内用内周面部分
２０            内筒状体
３１            中央噴出路
３２            周囲噴出路
３３            燃料供給部
３４            連通部、連通孔
３５            分配比設定体
３５ａ          通過孔
３６            旋回手段
Ｂ              燃料噴出部
Ｓ              分配比調整手段
【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】
2007093089.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007093089.tif 000011
【図１０】
2007093089.tif 000012
【図１１】
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