(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアントチューブの両端にそれぞれ装着した蓄熱式バーナに交互に燃料ガスを供給すると共に、両バーナへの給排気を四方弁により切り換えるようにしたラジアントチューブ燃焼装置において、上記四方弁をドラム状筒体で構成し、該筒体の周面の相対する２箇所に給気口と排気口を設け、その中間２箇所に両バーナに接続する給排気口を設けて、筒体内で羽根板を回動させることにより両バーナの給気と排気を交互に切り換えるようにすると共に、該筒体の一端面において、上記給気口の近傍に排気取入口を、上記排気口の近傍に排気吸引口をそれぞれ設けて、筒体外部で上記排気吸引口と排気取入口を連通させる連絡配管を設け、該連絡配管に介装したベンチュリミキサに高圧空気を送入することにより、排気の一部を給気側へ再循環せしめたことを特徴とするラジアントチューブ燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、蓄熱式バーナを用いたラジアントチューブ燃焼装置の低ＮＯｘ化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のラジアントチューブ燃焼装置は、熱処理炉等で間接加熱を行うためのものであるが、通常蓄熱式バーナを２台一組で使用し、各バーナを数十秒間隔で交互に燃焼させながら、それぞれに内蔵した蓄熱体で排熱を回収し、その熱で燃焼用空気を予熱するものであって、蓄熱体により高効率の熱回収が行える反面、燃焼用空気が高温になるために、ＮＯｘを排出し易いという問題がある。またラジアントチューブ加熱用のバーナは、直火加熱用バーナに比し燃焼空間が狭いために、火炎形状の工夫による低ＮＯｘ化は困難であり、従って炉外で強制的に排気を再循環させる手法が多く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の排気再循環させる手段として、次の四つの方法が挙げられる。
▲１▼ 蓄熱体に入る前の排気を燃焼気流で吸引する方法（図１）。
▲２▼ 燃焼用空気圧で蓄熱体を出た後の排気を吸引する方法（図２）。
▲３▼ 燃焼ガス圧で蓄熱体を出た後の排気を吸引する方法（図３）。
▲４▼ 燃焼空気用ブロアで煙道の排気を吸引する方法（図４）。
このうち▲１▼〜▲３▼はベンチュリ効果を応用して、燃焼していない側のバーナの排気若しくは煙道の排気を吸引するものであるが、図１に示すように蓄熱体Ａよりも高温側で排気再循環を行う▲１▼の方法は、吸引される排気が高温であるため、排気再循環管１７を断熱構造にする必要があり、従って炉の前面に断熱被覆用の場所をとり作業スペースを確保し難いという問題があり、またその対策として排気再循環管１７を炉内あるいは炉壁内に収めるのは、構造が複雑となってコスト高になるという問題がある。
【０００４】
また▲２▼の方法は、図２に示すように、蓄熱体Ａよりも低温側に供給空気圧で排気を吸引するためのベンチュリミキサ１９を設けたものであるが、蓄熱体Ａの温度が高くなるとラジアントチューブ１内の圧力が上昇してベンチュリミキサ１９の吸引力が低下するために、これをカバーするためには給気用ブロア１５をかなり大型化する必要がある。更に▲３▼の方法は、図３に示すように、燃料ガス圧により排気を吸引するものであって、ガス圧を高くするために中圧の都市ガスをそのまま利用するのは安全管理上問題が多く、従って通常は低圧の都市ガスを昇圧するためにブースターを設ける必要があるが、通常のブースターでは高温時におけるベンチュリミキサ２０の吸引力が不足するという問題がある。このようにベンチュリミキサを蓄熱体Ａよりも低温側で使用する場合、ラジアントチューブ１の内圧の上昇のために吸引能力が不足し、あるいはブロア１５が大型化するという問題があった。
【０００５】
また▲４▼の方法は、図４に示すように、燃焼空気用のブロア１５を利用して煙道１８から排気の一部を吸引するものであるが、給気用ダクトと排気用ダクトは通常反対方向から四方弁３に連結されているため、これらを連結するためにはダクトの配置あるいはブロア設置場所等に制約が生じ、やはり作業スペースの確保が困難になるという問題がある。そこで本発明は上述のような種々のの問題点を解消し、通常多数の配管やバルブ類で錯綜しているラジアントチューブ前面において、できるだけ設置スペースをとらず、しかも高温時に吸引能力が不足しないようなベンチュリ式の排気再循環手段を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図５に示すように、ラジアントチューブ１の両端にそれぞれ装着した蓄熱式バーナ２ａ，２ｂに交互に燃料ガスを供給すると共に、両バーナ２ａ，２ｂへの給排気を四方弁３により切り換えるようにしたラジアントチューブ燃焼装置において、上記四方弁３をドラム状筒体で構成し、該筒体の周面の相対する２箇所に給気口８と排気口９を設け、その中間２箇所に両バーナ２ａ、２ｂに接続する給排気口６ａ、６ｂを設けて、筒体内で羽根板１０を回動させることにより両バーナ２ａ、２ｂの給気と排気を交互に切り換えるようにすると共に、該筒体の一端面において、上記給気口８の近傍に排気取入口１２を、上記排気口９の近傍に排気吸引口１３をそれぞれ設けて、筒体外部で上記排気吸引口１３と排気取入口１２を連結する連絡配管４を設け、該連絡配管４に介装したベンチュリミキサ５に高圧空気を送入することにより、排気の一部を給気側へ再循環せしめたものであって、高圧空気を用いることによりベンチュリミキサ５及び排気再循環用の連絡配管４を小型化して、少しでも広い作業スペースを確保すると共に、ベンチュリミキサ５の吸引圧を大きくすることによって、この種のラジアントチューブバーナでは不足しがちな再循環排気量を確保し得る点に特徴を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示したもので、ラジアントチューブ１の両端にそれぞれ蓄熱式バーナ２ａ，２ｂが装着されており、燃料バルブ７ａ，７ｂを通じて両バーナ２ａ，２ｂに交互に燃料ガスが供給されると同時に、給排気も四方弁３により切り換えられて、両バーナ２ａ，２ｂが数十秒毎に交互に燃焼するようになっている。この四方弁３は図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ドラム状の筒体で構成されており、筒体の周面の相対する２箇所に給気入口８と排気出口９が設けられ、その中間２箇所に両バーナ２ａ，２ｂに接続する給排気口６ａ，６ｂが設けられている。この筒体内でエアシリンダ１１によって駆動される羽根板１０が回動し、両バーナ２ａ，２ｂの給気と排気が交互に切り換えるようになっている。本発明では同図に示すように、筒体の一端面において、給気入口８の近傍に排気取入口１２を、上記排気出口９の近傍に排気吸引口１３をそれぞれ設けると共に、排気取入口１２と排気吸引口１３とを筒体の外部で連結する連絡配管４を設け、この連絡配管４にベンチュリミキサ５を介装して、コンプレッサ１４からベンチュリミキサ５に高圧空気を送入することにより、排気路から給気路へ排気の一部を再循環させている。
【０００８】
図５において、矢印は右側のバーナ２ａが給気に切り換えられたときの給排気の流れを示しており、このとき燃料バルブ７ａが開かれてバーナ２ａに燃料ガスが供給されると共に、四方弁３から蓄熱体Ａを通して燃焼用空気が供給され、蓄熱体Ａに蓄えられていた熱により予熱された空気によって右側バーナ２ａが燃焼する一方、左側バーナ２ｂでは蓄熱体Ａを通してチューブ１内の高温排気が吸引され、蓄熱体を通って温度の低下した排気が四方弁３を通して排気用ブロア１６に吸引される。このとき排気の一部がベンチュリミキサ５の吸引力により図６（ａ）の排気吸引口１３から吸引され、連絡配管４を通って排気取入口１２から四方弁３の給気側区画へ送り込まれ、ここで給気用ブロア１５から送られてくる新しい空気に混入されて、燃焼用空気の酸素濃度を低下させることによって火炎温度を低下させ、低ＮＯｘ化が実現されるのである。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば上述のように、排気吸引用に高圧空気を用いてベンチュリミキサ５の吸引圧を大きくすることにより、ベンチュリミキサ５及び排気再循環用パイプ６を小型化して、少しでも広い作業スペースを確保すると共に、この種のラジアントチューブバーナでは不足し勝ちな再循環排気量を確保し得るという利点があり、しかもこれに使用する高圧空気は従来四方弁３の羽根板１０の駆動用エアシリンダ１１に高圧空気を供給していたコンプレッサ１４がそのまま利用できるので、比較的安価に構成できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例を示す系統図。
【図２】他の従来例を示す系統図。
【図３】更に従来例を示す系統図。
【図４】更に他の従来例を示す系統図。
【図５】本発明の一実施例を示す系統図。
【図６】同上に使用する四方弁の正面断面図及び側面断面図。
【符号の説明】
１      ラジアントチューブ
２ａ，２ｂ  蓄熱式バーナ
３      四方弁
４      連絡配管
５      ベンチュリミキサ
６ａ，６ｂ  給排気口
７ａ，７ｂ  燃料バルブ
８      給気入口
９      排気出口
１０    羽根板
１１    エアシリンダ
１２    排気取入口
１３    排気吸引口
１４    コンプレッサ
１５    給気用ブロア
１６    排気用ブロア
１７    排気再循環管
１８    煙道
１９    ベンチュリミキサ
２０    ベンチュリミキサ
Ａ      蓄熱体
【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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