(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リジェネレイティブバーナから排気される排気ガスを当該リジェネレイティブバーナの燃焼空気または燃焼ガス供給用配管へ循環させる循環経路を備えた、リジェネレイティブバーナから排出されるチッ素酸化物を低減するためのリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置であって、
（ａ）前記循環経路に設けられた送風手段と、
（ｂ）前記循環経路に設けられた、並列に並ぶ複数の分岐管からなる並列配管と、
（ｃ）当該並列配管の分岐管のうち、少なくとも分岐管の数から１を減じた数の分岐管に設けられた、前記分岐管における排気ガスの流通を選択的に遮断する遮断手段とからなるリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置。
【請求項２】
前記並列配管の分岐管のそれぞれが、異なる圧力損失特性を有してなる請求項１記載のリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置。
【請求項３】
前記並列配管の分岐管のそれぞれが、異なる配管径を有することにより、異なる圧力損失特性を有してなる請求項２記載のリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置。
【請求項４】
前記並列配管の分岐管のそれぞれが、当該分岐管の圧力特性の設定を変更するための手動弁を有してなる請求項２記載のリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置。
【請求項５】
前記遮断手段が、電気または圧縮空気により操作される遮断弁からなる請求項１、２、３または４記載のリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置。
【請求項６】
前記循環経路全体の排気ガスの流通を選択的に遮断する遮断手段をさらに備えてなる請求項１、２、３、４または５記載のリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置に関する。さらに詳しくは、循環する排気ガスの流量制御を長期的に安定して行なうことができ、しかも流量制御機構の設備費用が安価であるリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続焼鈍炉、熱処理炉などの比較的高温の加熱帯において、炉内加熱用のヒータとして、近年では省エネルギーの観点から、熱交換器を内蔵するラジアントチューブバーナが用いられている。たとえば、蓄熱型熱交換器を内蔵するリジェネレイティブラジアントチューブバーナ（以下、リジェネバーナという）は、蓄熱体を有する一対のバーナを備え、バーナを交互に燃焼させることにより、一方のバーナの燃焼によって生じる排気ガスの熱を他方のバーナの蓄熱体によって回収するものである。
【０００３】
一般的なリジェネバーナは、図３に示されるように、ラジアントチューブ４１と、該ラジアントチューブ４１の両端に設けられた、蓄熱体４３を有する一対のバーナ４２と、該一対のバーナ４２にそれぞれ接続された２対の燃焼空気切替弁４４および排気ガス切替弁４５とから構成されている。
【０００４】
燃焼空気ブロア５５から流量調整弁５６を介して燃焼空気を供給するとともに、２対の燃焼空気切替弁４４および排気ガス切替弁４５を所定の時間間隔（２０〜３０秒程度）ごとに切り替えることにより、一方の燃焼を行なうバーナに大気および燃料ガスを導入させ、他方の燃焼していないバーナを通して排気および蓄熱を行なうことができる。
【０００５】
このようなリジェネバーナは、燃焼用空気の温度を７００℃以上程度まで昇温するため、チッ素酸化物（以下、ＮＯｘという）の生成が著しい。そこで、ＮＯｘの生成を低減するためには、一般に排気ガスの一部を燃焼空気または燃焼ガスに混合する方法により、火炎温度や反応速度を低下させる方法が用いられている。
【０００６】
排気ガスの一部を燃焼空気または燃焼ガスに混合する方法としては、バーナの本体部分でガスまたは空気を通気させる際の吐出流れを利用する自己循環方式、および外部に排気ガス循環ブロアなどの送風手段を備えた強制循環方式がある。
【０００７】
たとえば、特開昭５２−１４２５５号、特開昭５６−２５６１７号、特開平８−６１６５７号公報などに記載された強制循環方式の排気ガス循環装置では、図３に示されるように、排気ガス切替弁４５を通過する排気ガスの大部分は煙突４６から炉外へ排気されるが、排気ガスの一部は、煙突４６から排気ガス循環ブロア４７により循環経路５４へ送られる。流量調節器４８では、温度センサ５０、ガス流量測定器５１、排気ガス流量測定器５２および燃焼空気量測定器５３などを用いて得られた炉温、燃焼負荷、燃焼空気量、燃焼ガス量または排気ガス循環率などのパラメータによって排ガス循環量を決定し、排気ガス調整弁４９で所定の流量を得るように制御している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、自己循環方式を利用する場合は、ガスまたは空気を高圧化する供給設備が高額となる。また、強制循環方式では、排気ガス循環量の調節のため、高価な流量調節弁が必要となり、また排気ガス中に含まれる煤やスケールが前記流量調節弁４９の弁体やシャフトに噛み込み、前記流量調節弁４９はたびたび動作不良が発生し、長期に排気ガスの流量制御を行なうことが困難であった。
【０００９】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、循環する排気ガスの流量制御を長期的に安定して行なうことができ、しかも流量制御機構の設備費用が安価であるリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置は、リジェネレイティブバーナから排気される排気ガスを当該リジェネレイティブバーナの燃焼空気または燃焼ガス供給用配管へ循環させる循環経路を備えた、リジェネレイティブバーナから排出されるチッ素酸化物を低減するためのリジェネレイティブバーナ用排気ガス循環装置であって、
（ａ）前記循環経路に設けられた送風手段と、
（ｂ）前記循環経路に設けられた、並列に並ぶ複数の分岐管からなる並列配管と、
（ｃ）当該並列配管の分岐管のうち、少なくとも分岐管の数から１を減じた数の分岐管に設けられた、前記分岐管における排気ガスの流通を選択的に遮断する遮断手段とからなることを特徴とする。
【００１１】
前記並列配管の分岐管のそれぞれが、異なる圧力損失特性を有してなるのが好ましい。
【００１２】
前記並列配管の分岐管のそれぞれが、異なる配管径を有することにより、異なる圧力損失特性を有してなるのが好ましい。
【００１３】
前記並列配管の分岐管のそれぞれが、当該分岐管の圧力特性の設定を変更するための手動弁を有してなるのが好ましい。
【００１４】
前記遮断手段が、電気または圧縮空気により操作される遮断弁からなるのが好ましい。
【００１５】
前記循環経路全体の排気ガスの流通を選択的に遮断する遮断手段をさらに備えてなるのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら、本発明のリジェネバーナ用排気ガス循環装置をさらに詳細に説明する。図１は本発明のリジェネバーナ用排気ガス循環装置の一実施の形態を示す排気ガス循環装置を備えたリジェネバーナの全体構成を概略的に示す説明図、図２は図１の循環経路を流れる排気ガスの流量を示すグラフである。
【００１７】
図１に示される本実施の形態にかかわる排気ガス循環装置を備えたリジェネバーナは、循環経路７の排気ガスの流量制御を行なうための手段として、前述の多段階の流量調節を行なう排気ガス流量調整弁４９（図３参照）の代わりに並列配管１１および当該並列配管１１の分岐管１２、１３の少なくとも１つを選択的に遮断する遮断弁１４を採用した点に大きな特徴があり、その他の構成については図３に示されるリジェネバーナシステムとほぼ共通している。以下、図１のリジェネバーナシステムについてさらに具体的に説明する。
【００１８】
図１に示されるリジェネバーナは、ラジアントチューブ１と、該ラジアントチューブ１の両端に設けられた、蓄熱体３を有する一対のバーナ２と、該一対のバーナ２にそれぞれ接続された２対の燃焼空気切替弁４および排気ガス切替弁５とから構成されている。燃焼空気ブロア８から流量調整弁９を介して燃焼空気を供給するとともに、２対の燃焼空気切替弁４および排気ガス切替弁５を所定の時間間隔（２０〜３０秒程度）ごとに切り替えることにより、一方の燃焼を行なうバーナに大気および燃料ガスを導入させ、他方の燃焼していないバーナを通して排気および蓄熱を行なうことができる。
【００１９】
さらに、図１に示されるように、排気ガス切替弁５を通過する排気ガスの大部分は煙突６から炉外へ排気されるが、排気ガスの一部は、循環経路７へ送られる。
【００２０】
図１に示される排気ガス循環装置は、循環経路７に設けられた排気ガスを送風するための排気ガス循環ブロア１０と、循環経路７に設けられた、並列に並ぶ複数の分岐管１２、１３からなる並列配管１１と、並列配管１１の分岐管１２、１３の少なくとも１つに設けられた、分岐管における排気ガスの流通を選択的に遮断する遮断弁１４とから構成されている。
【００２１】
図１において、並列配管１１を構成する分岐管１２、１３は、それぞれに異なる配管の圧力損失特性を設定する。配管の圧力損失特性を設定する場合、たとえば、配管径を変更するのが安価で確実な流量制御を行なうことができるので好ましい。
【００２２】
また、分岐管１２、１３のそれぞれに手動弁１５を設けることにより、リジェネバーナの燃焼前に最適な圧力損失特性に設定することができる。
【００２３】
さらに、並列配管１１のうち少なくとも１つの分岐管１２に、遮断弁１４を設置しているので、流量調整器１７などからの信号をかかる遮断弁１４に送信して必要な排気ガス流量が得られる分岐管の遮断弁１４を開けたり、または閉めたりすることができる。なお、すべての分岐管１２、１３に遮断弁１４を設けてもよい。また、分岐管の本数も２本以上であればよく、循環量制御の精度の度合い（精度を上げれば本数が増える）に応じて適宜の本数を採用することができる。
【００２４】
遮断弁１４は、ＯＮ（開放）とＯＦＦ（遮断）のみの２動作だけを行なう単純な構成であるため、弁体の固着が起りにくいので、トラブルの発生頻度を減少することができる。このような遮断弁１４としては、電磁弁、高圧空気操作弁などを用いることができる。
【００２５】
さらに、図１に示されるように、循環経路７全体の排気ガスの流通を選択的に遮断する遮断弁１６をさらに備えていれば、排気ガスの循環の開始および停止を一括して制御することができるので好ましい。
【００２６】
前記遮断弁１４および１６の制御を行なうための流量調節器１７では、温度センサ１８、ガス流量測定器１９および燃焼空気量測定器２０などを用いて測定された炉温、燃焼負荷、燃焼空気量、燃焼ガス量または排気ガス循環率などのパラメータによって排ガス循環量を決定し、遮断弁１４および１６を所定の流量を得るように制御する。
【００２７】
２つの遮断弁１４および１６の開閉制御を行なうことにより、たとえば、表１および図２のグラフに示されるように３段階の排気ガス流量調節を行なうことができる。
【００２８】
【表１】
0003958942.tif 000002
【００２９】
表１および図２に示されるように、燃焼用空気量に応じて排気ガス循環量を最適に制御することができるため、従来の排気ガス循環機構と同様に、火炎温度や反応速度を低下させてＮＯｘの生成を低減させることが可能になる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、遮断弁を備えた分岐管を含む複数の分岐管が並列に配置された並列配管を有することにより、並列配管の分岐管それぞれの単位で排気ガスの流量を制御することができるため、従来の流量調整弁への煤やスケールの付着による問題を低減することができる。その結果、循環する排気ガスの流量制御を長期的に安定して行なうことができ、しかも流量制御機構の設備費用を安価にすることができる。
【００３１】
また、並列配管の分岐管ごとに配管径を変更したり、または分岐管に燃焼前の初期調整用の手動弁を設けることにより、各分岐管ごとに最適な圧力損失特性を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリジェネバーナ用排気ガス循環装置の一実施の形態を示す排気ガス循環装置を備えたリジェネバーナの全体構成を概略的に示す説明図である。
【図２】図１の循環経路を流れる排気ガスの流量を示すグラフである。
【図３】従来の排気ガス循環装置を備えたリジェネバーナの全体構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１  ラジアントチューブ
２  バーナ
３  蓄熱体
１１  並列配管
１２、１３  分岐管
１４  遮断弁
１５  手動弁
【図１】
0003958942.tif 000003
【図２】
0003958942.tif 000004
【図３】
0003958942.tif 000005