(57)【要約】【課題】加熱炉用の燃焼装置において、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図る。【解決手段】炉内にガス燃料を噴出する噴出口１１を先端側に備えた長尺状の燃料噴出体Ｂが、炉内に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路６の長手方向と交差する姿勢で、酸素含有ガス供給路６内に突出するように設けられた加熱炉用の燃焼装置であって、  噴出口１１として、燃料噴出体Ｂにおける長手方向の同じ位置又は略同じ位置に、酸素含有ガス供給路６の長手方向視にて、燃料噴出体Ｂの横幅方向に間隔を隔てて並べる状態で、複数の噴出口１１が設けられている。【選択図】図８
2007071530.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噴出口を先端側に備えた長尺状の燃料噴出体が、前記炉内に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路の長手方向と交差する姿勢で、前記酸素含有ガス供給路内に突出するように設けられた加熱炉用の燃焼装置であって、
前記噴出口として、前記燃料噴出体における長手方向の同じ位置又は略同じ位置に、前記酸素含有ガス供給路の長手方向視にて、前記燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並べる状態で、複数の噴出口が設けられている加熱炉用の燃焼装置。
【請求項２】
前記複数の噴出口が、その噴出方向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行になるようにガス燃料を噴出するように構成されている請求項１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噴出口を先端側に備えた長尺状の燃料噴出体が、前記炉内に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路の長手方向と交差する姿勢で、前記酸素含有ガス供給路内に突出するように設けら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、単に燃焼装置と略記する場合がある）は、長尺状の燃料噴出体の先端側に備えた噴出口から、酸素含有ガスが通流する酸素含有ガス供給路内にガス燃料を噴出して、ガス燃料と燃焼用酸素含有ガスとを混合しながら炉内に供給する所謂スルーポート式のものであり、例えば、ガラス原料を溶解させる溶解槽の上方に炎を形成して、溶解槽を加熱するものである。
【０００３】
かかる燃焼装置において、従来は、図１１に示すように、噴出口１１として、２個の噴出口１１を燃料噴出体Ｂの長手方向に間隔を隔てて並び、且つ、噴出方向が互いに交差するように設けたもの（以下、縦列噴出口タイプと略記する場合がある）や、図示は省略するが、噴出口として１個の噴出口を設けたものがあった。
図１１に示すように、縦列噴出口タイプのものは、燃料噴出体Ｂを、その長手方向を上下方向に向けた縦姿勢で、炉内７に酸素含有ガスＡを供給する酸素含有ガス供給路６内に突出するように設けて、溶解槽（図示省略）等の加熱対象物の上方に炎を形成するものである。尚、図１１中の２０は、噴出口１１を形成するノズルである。
【０００４】
ちなみに、上記従来の燃焼装置において、縦列噴出口タイプのものは、図１１に示すように、燃料噴出体Ｂの長手方向に並ぶ２個の噴出口１１から、ガス燃料Ｇを衝突させるように噴出することにより、炎を広げるように形成して、加熱効率を向上させようとするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、炉内の加熱効率を向上するには、炉内の溶解槽等の加熱対象物を炎で覆う面積を広くするために、炎を広げて偏平状に形成することが必要となるのであるが、加熱対象物の上方に炎を形成する場合は、特に横方向に偏平状の炎（以下、横幅広の炎と略記する場合がある）を形成することが要求される。
ちなみに、燃料噴出体からのガス燃料の噴出量が多い場合には、炎の偏平状態が小さいと、ガス燃料の噴出量が多い割には、炎にて加熱対象物を広く覆うことができ難くなり、燃焼量が多い場合に、このように偏平状の炎の形成が可能となると、加熱効率を向上する上で、一層好ましいものとなる。
【０００６】
しかしながら、上記従来の燃焼装置において、１個の噴出口を設けたものでは、ガス燃料がその噴出方向視で全周にわたって広がってしまうので、偏平状の炎を形成することができず、加熱効率が低い。
又、上記従来の燃焼装置において、縦列噴出口タイプのものでは、２個の噴出口から、ガス燃料を衝突させるように噴出するので、炎を広げて形成する効果はあるものの、炎は、噴出体の横幅方向ばかりでなく、噴出体の長手方向並びにその長手方向に対して傾斜する斜め方向にも広がり易いので、炎の偏平度が小さく、偏平状の炎を形成して加熱効率をする上で、未だ改善の余地があった。
しかも、この縦列噴出口タイプのものでは、加熱対象物の上方に炎を形成するように設ける場合、燃料噴出体を縦姿勢で設けることになるが、その場合は、２個の噴出口が上下方向に並ぶので、形成される炎が炉壁に接触しないようにするには、酸素含有ガス供給路の高さを高くする必要があり、延いては、炉内の高さが高くなり、このことは、横幅広の炎を形成して、加熱対象物を上方を炎で覆う面積を広くして、加熱効率を向上する上で、不利となる。つまり、加熱対象物を上方を炎で覆う面積を広くして、加熱効率を向上するには、炉内の横幅（炎の横幅方向に沿う方向）を広くし、高さを低くするのが有利となるからである。ちなみに、形成される炎が炉壁に接触すると、炉壁の焼損が早まり、加熱炉の耐久性が低下する原因となる。
又、縦列噴出口タイプのものでは、２個の噴出口から、ガス燃料を衝突させるように噴出するので、ガス燃料が拡散して、燃焼用酸素含有ガスとの混合が促進されることから、燃焼速度が速くなって、炎の温度が高くなるので、ＮＯｘの発生量が多くなるという問題もあった。
【０００７】
ちなみに、燃料噴出体の横幅方向に長いスリット状の１個の偏平な噴出口を設け、その噴出口から液体燃料を噴出するように構成した油圧式の燃焼装置では、偏平な噴出口から液体燃料を燃料噴出体の横幅方向に広がるように噴出することができるので、偏平な炎を形成し易い。しかしながら、液体燃料を燃焼させる油圧式の燃焼装置では、ＮＯｘの発生量が多くなるので、低ＮＯｘ化を図ることができない。
【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、加熱炉用の燃焼装置において、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記噴出口として、前記燃料噴出体における長手方向の同じ位置又は略同じ位置に、前記酸素含有ガス供給路の長手方向視にて、前記燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並べる状態で、複数の噴出口が設けられていることにある。
請求項１に記載の特徴構成によれば、燃料噴出体における長手方向の同じ位置又は略同じ位置に、酸素含有ガス供給路の長手方向視にて燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が、隣接する噴出口から噴出されたガス燃料との接触が抑制された状態で噴出されることから、ガス燃料の接触に伴う噴出体の長手方向やその長手方向に対して傾斜する斜め方向への広がりが抑制されるので、複数の噴出口からガス燃料が偏平状に噴出され易くなり、偏平状の炎が形成され易い。そして、偏平状の炎の形成が可能となることで、炎にて加熱対象物を広く覆うことが可能となり、加熱効率を向上することができる。
又、加熱対象物の上方に炎を形成するように設ける場合、燃料噴出体を縦姿勢で設けることになるが、この場合は、複数の噴出口が横方向に並ぶので、噴出口として複数の噴出口を並べながらも、形成される炎が炉壁に接触するのを回避するために、酸素含有ガス供給路の高さを高くする必要がなく、延いては、炉内の高さを高くする必要が無く、横幅広の炎を形成して、加熱対象物を上方を炎で覆う面積を広くして、加熱効率を向上する上で、有利となる。
ちなみに、偏平状の炎を形成するに当たって、燃料噴出体の横幅方向に長いスリット状の１個の偏平な噴出口を設けることが想定される。しかしながら、この場合は、偏平な噴出口の高さと同径の複数の噴出口を、偏平な噴出口の幅と同幅に間隔を隔てて設ける場合に比べて、ガス噴出速度が遅くなり、ガス燃料の勢いが弱くなることから、形成される炎の勢いが弱くなる、即ち、火腰が弱くなる。そして、炎の火腰が弱いことから、炎が炉内の雰囲気に煽られやすくなって、炎の形成方向が不安定となり、炎が炉壁に接触し易くなるので、炉壁が損傷し易くなり、炉の耐久性を向上する面で好ましいものではない。
又、燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が噴出されることから、従来のように２個の噴出口からガス燃料を衝突させるように噴出する場合に比べて、ガス燃料と酸素含有ガスとの混合をガス燃料の炉内に向けての通流過程で、緩やかに進行させることが可能となり、所謂緩慢燃焼をさせ易くなる。
しかも、燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が噴出されることから、複数の噴出口にて各別に炎が形成され易くなり、所謂分割火炎を形成し易くなる。
そして、緩慢燃焼によるＮＯｘ低減作用及び分割火炎によるＮＯｘ低減作用の相乗作用により、ＮＯｘの発生量を低減することが可能となる。
要するに、加熱炉用の燃焼装置において、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図ることができるようになった。
又、偏平状の炎の形成が可能となることから、燃焼量の多い燃焼装置に適用すると、炎にて加熱対象物を面積を広くして加熱効率を向上する効果を一層得易いものとなり、好ましい。
【００１０】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の特徴構成は、前記複数の噴出口が、その噴出方向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行になるようにガス燃料を噴出するように構成されていることにある。
請求項２に記載の特徴構成によれば、燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が、酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行になる方向に噴出されることから、隣接する噴出口から噴出されたガス燃料同士の接触が一段と抑制された状態で噴出されるものとなり、ガス燃料の接触に伴う噴出体の長手方向やその長手方向に対して傾斜する斜め方向への広がりが一段と抑制されるので、形成される炎の偏平度が大きくなり、加熱効率を更に向上することが可能となる。
又、緩慢燃焼の促進及び分割火炎形成の促進が可能となり、ＮＯｘの発生量を更に低減することが可能となる。
ところで、係る燃焼装置においては、通常、燃焼量を変更調節可能なように構成するが、このように燃焼量を変更調節可能なように構成する場合に、燃焼量を小さく調整すると、ガス燃料の噴出速度が遅くなることから、形成される炎の火腰が弱くなって炎が広がり易くなるので、炎が広がり過ぎて、炉壁に接触し易くなる虞がある。
そこで、噴出体の横幅方向に並ぶ複数の噴出口からのガス燃料の噴出方向を、酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行になる方向に設定することにより、燃焼量を小さく調整して炎の火腰が弱くなっても、炎が広がり過ぎるのを抑制して、炉壁に接触するのを防止することが可能となる。
つまり、燃焼量の調節範囲を広くしながら、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を一段と図ることができるようになった。
【００１１】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の特徴構成は、前記燃料噴出体に、前記噴出口を形成するノズルを付け替え自在なノズル取付孔が設けられ、
前記ノズルとして、異なる仕様の噴出口を備えた複数種のノズルが設けられていることにある。
請求項３に記載の特徴構成によれば、ノズル取付孔に取り付けるノズルを、噴出口の仕様の異なる別種類のノズルに付け替えることができる。
そして、異なる仕様の噴出口を備えた複数種のノズルとして、例えば、噴出口の口径が異なって、ガス燃料の噴出量が異なる、即ち、燃焼量が異なるノズルや、ガス燃料の噴出方向の異なるノズルを設けることができる。
そして、このように、複数種のノズルをノズル取付孔に付け替えることにより、加熱条件を種々に異ならせて運転することが可能となる。
従って、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図りながら、加熱条件を種々に異ならせて運転できるようにすることができた。
【００１２】
〔請求項４記載の発明〕
請求項４に記載の特徴構成は、前記ノズルとして、前記ノズル取付孔に対する取付状態において噴出方向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行な平行噴出用ノズル、及び、前記ノズル取付孔に対する取付状態において噴出方向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と傾斜する斜め噴出用ノズルが設けられていることにある。
請求項４に記載の特徴構成によれば、ノズル取付孔に取り付けるノズルを、ノズル取付孔に対する取付状態において噴出方向が酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行な平行噴出用ノズルや、ノズル取付孔に対する取付状態において噴出方向が酸素含有ガス供給路の長手方向と傾斜する斜め噴出用ノズルに付け替えることができる。
つまり、燃焼量を変更調節可能なように構成する場合に、燃焼量を大きく調整するときには、各噴出口からのガス燃料の噴出速度が速くて、火腰の強い炎が形成されるので、噴出口の並び方向の端部側の噴出口を形成するノズルを取り付けるノズル取付孔には、斜め噴出用ノズルをその噴出方向が噴出口の並び方向に対して広がる方向に向けて取り付けることにより、炎が炉壁に接触するのを防止しながら、一段と偏平度の大きい炎を形成することが可能となって、加熱効率を一段と向上することができる。
一方、燃焼量を小さく調整するときには、各噴出口からのガス燃料の噴出速度が遅くなり、形成される炎の火腰が弱くなって炎が広がり易い傾向となるので、噴出口の並び方向の端部側の噴出口を形成するノズルを取り付けるノズル取付孔には平行噴出用ノズル取り付けることにより、炎が広がり過ぎるのを防止して、炎が炉壁に接触するのを防止する。
従って、燃焼量の調節範囲を一段と広くしながら、加熱効率の向上を一段と図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】
【００１３】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明を加熱炉としてのガラス溶解炉用の燃焼装置に適用した場合の第１実施形態を説明する。
先ず、燃焼装置を設けるガラス溶解炉について説明する。
図６及び図７に示すように、ガラス溶解炉は、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の一端からガラス原料を投入し、他端から溶融ガラスを取り出すように構成し、ガラス原料の移送方向Ｔ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Ｔ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Ｔ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、空気を燃焼用酸素含有ガスとして炉内７に供給するように構成してあり、酸素含有ガス供給路に相当する。
【００１４】
炉内７にガス燃料Ｇを噴出する噴出口１１を先端側に備えた長尺状の燃料噴出体Ｂ（所謂、バーナランス）を、その長手方向を上下方向に向け且つ炉内７に燃焼用空気Ａを供給す空気供給路６の長手方向と直交する縦姿勢で、空気供給路６内に下方側から上方に向けて突出するように設けてある。
【００１５】
左右の燃料噴出体Ｂは、一定時間（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体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体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、左右の燃料噴出体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６及び図７は、左側の燃料噴出体Ｂにて燃焼させている状態を示している。
【００１６】
噴出口１１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を噴出している噴出口１１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、長さが長くて高輝度の燃焼炎（輝炎）Ｆが形成され、その燃焼炎の輻射熱により、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体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。
【００１７】
炉本体１の炉壁４に投入口４ｉを形成し、投入口４ｉを形成した炉壁４と対面する炉壁４の外部に作業槽８を設けると共に、その作業槽８を溶解槽２に連通させる取り出し孔４ｅを炉壁４に形成して、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、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。
【００１８】
図１、図２及び図８に示すように、本発明においては、噴出口１１として、燃料噴出体Ｂにおける長手方向の同じ位置に、空気供給路６の長手方向視にて、燃料噴出体Ｂの横幅方向に間隔を隔てて並べる状態で、複数（本実施形態では３個）の噴出口１１を設けてある。
【００１９】
燃料噴出体Ｂについて、説明を加える。
図１及び図２に示すように、燃料噴出体Ｂの本体部１２は、内部に冷却水ジャケット１３を備えて、外形形状が円柱状になるように形成し、その長手方向の先端側の側周部にノズル取付部材嵌合孔１２ｈを形成してある。
図３ないし図５にも示すように、噴出口１１を形成するノズル１０を付け替え自在な３個のノズル取付用ねじ孔１４を直径方向に沿って間隔を隔てて備えた円板状のノズル取付部材１５を、ノズル取付用ねじ孔１４の並び方向を本体部１２の横幅方向に向けた姿勢で、本体部１２のノズル取付部材嵌合孔１２ｈに気密状に内嵌した状態で設けてある。３個のノズル取付用ねじ孔１４は、それぞれの軸心方向が互いに平行になるようにノズル取付部材１５に形成してある。
そして、ノズル取付部材１５を本体部１２のノズル取付部材嵌合孔１２ｈに内嵌するに当たっては、中央のノズル取付用ねじ孔１４の軸心が本体部１２の軸心と直交し且つ本体部１２の径方向に沿うようにしてある。
【００２０】
ノズル１０は、ノズル取付用ねじ孔１４に螺合するおねじ部分を外周部に備えた概ね円柱状に形成して、ノズル取付用ねじ孔１４に対して付け替え自在なように構成してある。
又、ノズル１０としては、異なる仕様の噴出口１１を備えた複数種のノズル１０を用意してある。
具体的には、図４及び図５に示すように、噴出孔をその孔軸心がノズル１０の軸心に一致するように形成して、ノズル取付用ねじ孔１４に対する取付状態において噴出方向が空気供給路６の長手方向と平行な平行噴出用ノズル１０ｐ、噴出孔をその孔軸心がノズル１０の軸心に対して傾斜するように形成して、ノズル取付用ねじ孔１４に対する取付状態において噴出方向が空気供給路６の長手方向と傾斜する斜め噴出用ノズル１０ｔを用意してある。
そして、３個のノズル取付用ねじ孔１４にノズル１０を取り付ける形態としては、例えば、図４に示すように、３本とも平行噴出用ノズル１０ｐを取り付ける形態や、図５に示すように、中央のノズル取付用ねじ孔１４には平行噴出用ノズル１０ｐを取り付け、両側のノズル取付用ねじ孔１４のそれぞれには、斜め噴出用ノズル１０ｔをその噴出方向の傾斜方向が噴出口１１の並び方向の外側を向くように取り付ける形態がある。
【００２１】
又、複数のノズル取付用ねじ孔１４のピッチは、ノズル取付用ねじ孔１４にノズル１０を取り付けた状態で、隣接する噴出口１１同士の間隔が、噴出口１１の口径の１／１０以上を開くように設定してある。
【００２２】
図１ないし図３に示すように、ノズル取付部材１５の背部側には、内部に接続用流路を備えた流路接続体１６をその接続用流路が３個のノズル取付用ねじ孔１４に連通するように一体的に備えてあり、ガス燃料供給管１７を、その先端を流路接続体１６の接続流路に連通するように流路接続体１６に接続し、基端側を本体部１２の基端面から外部に突出させた状態で、本体部１３の冷却水ジャケット１３内に設けてある。
そして、ガス燃料供給管１７を通じてガス燃料を供給して、ノズル取付部材１５に取り付けた３個のノズル１０の噴出口１１からガス燃料を噴出するように構成してある。
【００２３】
更に、図１に示すように、冷却水供給管１８を、冷却水ジャケット１３内に連通するように、本体部１２の周壁に接続し、冷却水排出管１９を、その基端側の開口部を、本体部１２の冷却水ジャケット１３内における本体部１２の先端に相当する箇所に位置させた状態で、冷却水ジャケット１３内を通して先端側を本体部１２の周壁を貫通させて外部に導出するように配管してある。
そして、冷却水供給管１８を通じて冷却水を冷却水ジャケット１３に流入させて、冷却水ジャケット１３を通流させた後、冷却水排出管１９の基端開口部に流入させて、冷却水排出管１９を通じて排出するようにしてある。
【００２４】
そして、上述のように構成した燃料噴出体Ｂを、図６ないし図８に示すように、ノズル取付用ねじ孔１４の軸心方向が空気供給路６の長手方向と平行となり、且つ、噴出口１１の設置部分が空気流路６内における横幅方向の略中央に位置する状態で、上述のように空気供給路６内に突出するように設けてある。
【００２５】
上述のように、噴出口１１として、燃料噴出体Ｂにおける長手方向の同じ位置に、空気供給路６の長手方向視にて、燃料噴出体Ｂの横幅方向に間隔を隔てて並べる状態で、複数の噴出口１１を設けることにより、それら複数の噴出口１１から、ガス燃料Ｇが、隣接する噴出口１１から噴出されたガス燃料Ｇとの接触が抑制された状態で噴出されることから、ガス燃料Ｇは偏平状に噴出され易くなり、横幅広の炎が形成される。
又、燃料噴出体Ｂの横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口１１のそれぞれから、ガス燃料Ｇが、隣接する噴出口１１から噴出されたガス燃料Ｇとの接触が抑制された状態で噴出されることから、ガス燃料Ｇと燃焼用空気Ａとの混合をガス燃料Ｇの炉内７に向けての通流過程で、緩やかに進行させることが可能となり、所謂緩慢燃焼をさせ易くなる。
しかも、複数の噴出口１１にて各別に炎Ｆが形成されやすくなり、所謂分割火炎を形成し易くなる。
更に、隣接する噴出口１１同士の間隔を噴出口１１の口径の１／１０以上開けるようにしてあるので、緩慢燃焼を一段とさせ易くなると共に、分割火炎を一段と形成し易い。
従って、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００２６】
又、燃焼量を変更する場合、燃焼量の小さいときは、各噴出口１１からのガス燃料の噴出速度が遅くなって、形成される炎の火腰が弱くなり、炎が横幅方向に広がりやすくなるので、図４に示すように、３本とも平行噴出用ノズル１０ｐを取り付けて、３個の噴出口１１から、噴出方向が空気供給路６の長手方向と平行になるようにガス燃料を噴出するようにする。
燃焼量が大きいときは、各噴出口１１からのガス燃料の噴出速度が速くて、火腰の強い炎が形成される。そこで、図５に示すように、中央のノズル取付用ねじ孔１４には平行噴出用ノズル１０ｐを取り付け、両側のノズル取付用ねじ孔１４のそれぞれには、斜め噴出用ノズル１０ｔをその噴出方向の傾斜方向が噴出口１１の並び方向の外側を向くように取り付けることにより、炎が炉壁に接触するのを防止しながら、一段と横幅広の炎を形成することができるので、加熱効率を一層向上することが可能となる。
【００２７】
〔第２実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明を加熱炉としてのガラス溶解炉用の燃焼装置に適用した場合の第２実施形態を説明する。
第２実施形態においては、ガラス溶解炉は、所謂エンドポート式に形成してある。
図９及び図１０に基づいて、その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、２室の蓄熱室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、各空気供給路６に対して、第１実施形態と同様の燃料噴出体Ｂを第１実施形態と同様に設けて、左右の燃料噴出体Ｂを用いて交番燃焼を行わせるように構成してある。
【００２８】
燃料噴出体Ｂを設けた側面に隣接する側面を形成する炉壁４における燃料噴出体Ｂの側の端部に、ガラス原料の投入口４ｉを設け、燃料噴出体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、取り出し孔４ｅの側に向かって蛇行状に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。
【００２９】
次に、上述のように構成した加熱炉用の燃焼装置の性能を検証した結果を説明する。
検証試験に用いたエンドポート式のガラス溶解炉の炉本体１の寸法（外寸）は、燃料噴出体Ｂからのガス燃料Ｇの噴出方向に沿う奥行きが８．８ｍ、幅及び高さはそれぞれ１．８ｍである。
検証試験で用いた燃焼装置の燃焼量は２３００ｋＷ、予熱された後の燃焼用空気の温度は８００°Ｃ、炉内３の温度は１５００°Ｃである。
尚、２３００ｋＷ程度の大きい燃焼量では、噴出口１１を１個設けた従来の燃焼装置では、通常の都市ガスの供給圧ではガス燃料の圧力損失が大きくなって対応できないので、検証試験においては、燃料噴出体Ｂの横幅方向に長いスリット状の１個の偏平な噴出口を設けて、その噴出口から液体燃料を噴出するように構成した油圧式の燃焼装置を比較用として用いた。
【００３０】
本発明の燃焼装置は、３本とも平行噴出用ノズル１０ｐを取り付けて、３個の噴出口１１を、その噴出方向が空気供給路６の長手方向と平行になるようにガス燃料を噴出するように構成し、各噴出口１１の口径は１６ｍｍφであり、ガス燃料の供給圧は、１２ｋＰａである。
又、比較に用いた油圧式の燃焼装置の液体燃料の供給圧は、１．１ＭＰａである。
【００３１】
検証試験の結果は以下の通りである。
本発明の燃焼装置では、長さが５．５ｍ程度で、所望どおりの横幅広の炎を形成することができ、ＮＯｘ（Ｏ２＝１５％換算）は２７０ｐｐｍであった。
比較用の油圧式の燃焼装置では、形成された炎の長さは６．０ｍ程度で、炎の幅は、本発明の燃焼装置に比べて狭く、ＮＯｘ（Ｏ２＝１５％換算）は３１０ｐｐｍと本発明よりも高かった。
従って、本発明の燃焼装置により、横幅広の火炎を形成して、加熱効率を向上することができると共に、低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００３２】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  複数種のノズル１０を用意するに当たって、異ならせる噴出口１１の仕様としては、口径を異ならせても良い。又、斜め噴出用ノズル１０には、ノズル１０の軸心に対する孔軸心の傾斜角度が異なるもの用意して、噴出方向が空気供給路６の長手方向に対して傾斜する角度を異ならせても良い。
【００３３】
（ロ）  燃料噴出体Ｂに、その長手方向の同じ位置又は略同じ位置に、横幅方向に間隔を隔てて設ける噴出口１１の個数は、上記の実施形態において例示した３個に限定されるものではなく、２個でも良く、又、４個以上でも良い。
【００３４】
（ハ）  上記の実施形態では、燃料噴出体Ｂに、噴出口１１を形成するノズル１０を付け替え自在なノズル取付孔１４を設けて、異なる仕様の噴出口１１を備えたノズル１０に付け替え可能なように構成する場合について例示したが、燃料噴出体Ｂに、噴出口１１を形成する噴出孔を直接に形成しても良い。
あるいは、燃料噴出体Ｂに、複数の噴出口１１を形成した噴出口形成体を付け替え自在な噴出口形成体取付孔を設け、噴出口形成体として、異なる仕様の噴出口１１を備えた複数種の噴出口形成体を設けても良い。
【００３５】
（ニ）  上記の実施形態においては、各空気口５に対して、１本の燃料噴出体Ｂを設ける場合について例示したが、各空気口５に対して、複数の燃料噴出体Ｂを、空気供給路６の長手方向視にて空気口５の横幅方向に並べて設けても良い。
【００３６】
（ホ）  上記の実施形態では、噴出体Ｂを縦姿勢で設けて、偏平状の炎をその横幅方向を横向きに向けて形成する場合について例示したが、偏平状の炎を形成する向きは燃焼装置を設置する対象の加熱炉に応じて変更可能であり、例えば、噴出体Ｂをその長手方向を横方向に向けた横向き姿勢で設けて、偏平状の炎をその横幅方向を縦向きに向けて形成することが可能である。
【００３７】
（ヘ）  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、上記の各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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の縦断面図
【図２】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の要部の正面図
【図３】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体のノズル取付孔及びノズルを示す要部の斜視図
【図４】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の横断面図
【図５】実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の横断面図
【図６】第１実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス溶解炉の縦断面図
【図７】図６のイ−イ矢視図
【図８】第１実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス溶解炉の空気口付近の図
【図９】第２実施形態にかかる加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス溶解炉の縦断面図
【図１０】図９のロ−ロ矢視図
【図１１】従来の加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス溶解炉の酸素含有ガス供給路付近の縦断面図
【符号の説明】
【００３９】
６      酸素含有ガス供給路
１０    ノズル
１０ｐ  平行噴出用ノズル
１０ｔ  斜め噴出用ノズル
１１    噴出口
１４    ノズル取付孔
Ｂ      燃料噴出体
【図１】
2007071530.tif 000003
【図２】
2007071530.tif 000004
【図３】
2007071530.tif 000005
【図４】
2007071530.tif 000006
【図５】
2007071530.tif 000007
【図６】
2007071530.tif 000008
【図７】
2007071530.tif 000009
【図８】
2007071530.tif 000010
【図９】
2007071530.tif 000011
【図１０】
2007071530.tif 000012
【図１１】
2007071530.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月8日(2006.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉内にガス燃料を噴出する噴出口を先端側に備えた長尺状の燃料噴出体が、前記炉内に燃焼用酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給路の長手方向と交差する姿勢で、前記酸素含有ガス供給路内に突出するように設けられた加熱炉用の燃焼装置であって、
前記噴出口として、前記燃料噴出体における長手方向の同じ位置又は略同じ位置に、前記酸素含有ガス供給路の長手方向視にて、前記燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並べる状態で、複数の噴出口が設けられ、
前記燃料噴出体の本体部が、内部に冷却水ジャケットを備えて外形形状が円柱状になるように形成され、
ガス供給管が、基端側を前記本体部の基端面から外部に突出させた状態で前記本体部の冷却水ジャケット内に設けられ、
前記ガス供給管を通じてガス燃料を供給して前記ガス燃料を前記噴出口から噴出するように構成されている加熱炉用の燃焼装置。
【請求項２】
前記複数の噴出口が、その噴出方向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と平行又は略平行になるようにガス燃料を噴出するように構成されている請求項１記載の加熱炉用の燃焼装置。  
【請求項３】
前記複数の噴出口が、その噴出方向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と平行である中央の噴出口と、その噴出方向が複数の噴出口の並び方向の外側を向くように前記酸素含有ガス供給路の長手方向と傾斜する両側の噴出口とからなる請求項１記載の加熱炉用の燃焼装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、前記噴出口として、前記燃料噴出体における長手方向の同じ位置又は略同じ位置に、前記酸素含有ガス供給路の長手方向視にて、前記燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並べる状態で、複数の噴出口が設けられ、前記燃料噴出体の本体部が、内部に冷却水ジャケットを備えて外形形状が円柱状になるように形成され、ガス供給管が、基端側を前記本体部の基端面から外部に突出させた状態で前記本体部の冷却水ジャケット内に設けられ、前記ガス供給管を通じてガス燃料を供給して前記ガス燃料を前記噴出口から噴出するように構成されていることになる。
請求項１に記載の特徴構成によれば、燃料噴出体における長手方向の同じ位置又は略同じ位置に、酸素含有ガス供給路の長手方向視にて燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が、隣接する噴出口から噴出されたガス燃料との接触が抑制された状態で噴出されることから、ガス燃料の接触に伴う噴出体の長手方向やその長手方向に対して傾斜する斜め方向への広がりが抑制されるので、複数の噴出口からガス燃料が偏平状に噴出され易くなり、偏平状の炎が形成され易い。そして、偏平状の炎の形成が可能となることで、炎にて加熱対象物を広く覆うことが可能となり、加熱効率を向上することができる。
又、加熱対象物の上方に炎を形成するように設ける場合、燃料噴出体を縦姿勢で設けることになるが、この場合は、複数の噴出口が横方向に並ぶので、噴出口として複数の噴出口を並べながらも、形成される炎が炉壁に接触するのを回避するために、酸素含有ガス供給路の高さを高くする必要がなく、延いては、炉内の高さを高くする必要が無く、横幅広の炎を形成して、加熱対象物を上方を炎で覆う面積を広くして、加熱効率を向上する上で、有利となる。
ちなみに、偏平状の炎を形成するに当たって、燃料噴出体の横幅方向に長いスリット状の１個の偏平な噴出口を設けることが想定される。しかしながら、この場合は、偏平な噴出口の高さと同径の複数の噴出口を、偏平な噴出口の幅と同幅に間隔を隔てて設ける場合に比べて、ガス噴出速度が遅くなり、ガス燃料の勢いが弱くなることから、形成される炎の勢いが弱くなる、即ち、火腰が弱くなる。そして、炎の火腰が弱いことから、炎が炉内の雰囲気に煽られやすくなって、炎の形成方向が不安定となり、炎が炉壁に接触し易くなるので、炉壁が損傷し易くなり、炉の耐久性を向上する面で好ましいものではない。
又、燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が噴出されることから、従来のように２個の噴出口からガス燃料を衝突させるように噴出する場合に
比べて、ガス燃料と酸素含有ガスとの混合をガス燃料の炉内に向けての通流過程で、緩やかに進行させることが可能となり、所謂緩慢燃焼をさせ易くなる。
しかも、燃料噴出体の横幅方向に間隔を隔てて並ぶ複数の噴出口から、ガス燃料が噴出されることから、複数の噴出口にて各別に炎が形成され易くなり、所謂分割火炎を形成し易くなる。
そして、緩慢燃焼によるＮＯｘ低減作用及び分割火炎によるＮＯｘ低減作用の相乗作用により、ＮＯｘの発生量を低減することが可能となる。
要するに、加熱炉用の燃焼装置において、加熱効率の向上及び低ＮＯｘ化を図ることができるようになった。
又、偏平状の炎の形成が可能となることから、燃焼量の多い燃焼装置に適用すると、炎にて加熱対象物を面積を広くして加熱効率を向上する効果を一層得易いものとなり、好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の特徴構成は、前記複数の噴出口が、その噴出方向が前記酸素含有ガス供給路の長手方向と平行である中央の噴出口と、その噴出方向が複数の噴出口の並び方向の外側を向くように前記酸素含有ガス供給路の長手方向と傾斜する両側の噴出口とからなることにある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】