(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングに燃料ガスの給気管、燃焼用支燃ガスの給気管及び燃焼ガスの排気管を接続し且つ該ケーシング内に蓄熱体を収容した複数の蓄熱式バーナを交番燃焼させるように配設した熱処理炉における該蓄熱式バーナの運転方法であって、各蓄熱式バーナにおける燃料ガスの給気管に燃焼用支燃ガスの給気管から分岐した枝管を接続して該燃料ガスの給気管から燃料ガス及び／又は燃焼用支燃ガスを供給し得るようにし、燃焼側の蓄熱式バーナの還元燃焼時には、該燃焼側の蓄熱式バーナにおける燃料ガスの給気管から燃料ガスと燃焼用支燃ガスの一部との混合ガスを供給すると共に、燃焼用支燃ガスの給気管から燃焼用支燃ガスの残部を蓄熱体を介し供給して、該混合ガス中の燃料ガスを還元燃焼させ、同時に吸引側の蓄熱式バーナにおける枝管を介し燃料ガスの給気管から燃焼用支燃ガスを供給して、これらの燃焼ガス等を該吸引側の蓄熱式バーナにおける蓄熱体を介し燃焼ガスの排気管から排出することを特徴とする蓄熱式バーナの運転方法。
【請求項２】
更に蓄熱式バーナの燃焼停止時には、各蓄熱式バーナ毎に、枝管を介し燃料ガスの給気管から燃焼用支燃ガスを供給し、供給した燃焼用支燃ガスを蓄熱体を介し燃焼ガスの排気管から排出する請求項１記載の蓄熱式バーナの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱処理炉における蓄熱式バーナの運転方法に関する。熱処理炉の両側に各１台又は２台以上の蓄熱式バーナを配設し、片側の蓄熱式バーナを燃焼させるときに、その燃焼ガスを他の片側の蓄熱式バーナに吸引させて、該燃焼ガスの熱を該他の片側の蓄熱式バーナの蓄熱体に蓄え、次に該他の片側の蓄熱式バーナを燃焼させるときに、該他の片側の蓄熱式バーナに供給する燃焼用支燃ガスをその蓄熱体に蓄えた熱で予熱してから燃焼させ、その燃焼ガスを前記片側の蓄熱式バーナに吸引させて、該燃焼ガスの熱を該片側の蓄熱式バーナの蓄熱体に蓄えるという蓄熱式バーナの交番燃焼の下で、炉内の被処理材を熱処理することが行なわれる。本発明は上記のように複数の蓄熱式バーナを交番燃焼させるように配設した熱処理炉における蓄熱式バーナの運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記のような蓄熱式バーナとして一般に、ケーシングに燃料ガスの給気管、燃焼用支燃ガスの給気管及び燃焼ガスの排出管を接続し且つ該ケーシング内に蓄熱体を収容したものが使用されている。かかる蓄熱式バーナでは、ケーシングの基端側に燃焼用支燃ガスの給気口及び燃焼ガスの排気口を、また内部に収容した蓄熱体とケーシングの先端側との間に燃料ガスの給気口を、更にケーシングの先端側に火炎の吐出口を開設し、燃焼用支燃ガスの給気口には燃焼用支燃ガスの給気管を、また燃焼ガスの排気口には燃焼ガスの排気管を、更に燃料ガスの給気口には燃料ガスの給気管を接続して、燃焼用支燃ガスの給気口と燃焼ガスの排気口とはその開閉が切替弁により交互に切替え得るようになっている。
【０００３】
上記のような従来の蓄熱式バーナでは、燃料ガスの給気管から燃料ガスを供給すると共に、燃焼用支燃ガスの給気管から蓄熱体を介し燃焼用支燃ガスを供給して、該燃料ガスを燃焼させる。ところが、かかる従来の蓄熱式バーナの運転方法では、供給した燃料ガスと燃焼用支燃ガスとの混合が不充分であるため、その燃焼時に煤が発生し易く、特に空燃比を抑えた還元燃焼時に煤が発生し易いという問題がある。煤が発生すると、蓄熱式バーナの構成部材に付着してその機能を損なうだけでなく、かかる蓄熱式バーナを配設した熱処理炉においては、炉内構成部材に付着してその機能をも損ない、また炉内の被処理材に付着してその品質をも損なう。また前記のようにして複数の蓄熱式バーナを交互に還元燃焼させると、炉内にはその燃焼ガスによりＣＯを含む還元雰囲気が形成されるが、かかる燃焼ガスをそのまま吸引側の蓄熱式バーナを介し排出すると、有害であり、またＣＯの保有する熱エネルギも無駄になるという問題があり、更にはかかる燃焼ガスが燃料ガスの給気管中に残って小爆発等を引き起こす危険もあるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、複数の蓄熱式バーナを交番燃焼させるように配設した熱処理炉における従来の蓄熱式バーナの運転方法では、その燃焼時に煤が発生し易く、特にその還元燃焼時に煤が発生し易いという点であり、また還元燃焼時に吸引側の蓄熱式バーナを介して排出するＣＯを含む燃焼ガスが有害であって、ＣＯの保有する熱エネルギーも無駄になっており、場合によっては小爆発等を引き起こす危険もあるという点である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明は、ケーシングに燃料ガスの給気管、燃焼用支燃ガスの給気管及び燃焼ガスの排気管を接続し且つ該ケーシング内に蓄熱体を収容した複数の蓄熱式バーナを交番燃焼させるように配設した熱処理炉における該蓄熱式バーナの運転方法であって、各蓄熱式バーナにおける燃料ガスの給気管に燃焼用支燃ガスの給気管から分岐した枝管を接続して該燃料ガスの給気管から燃料ガス及び／又は燃焼用支燃ガスを供給し得るようにし、燃焼側の蓄熱式バーナの還元燃焼時には、該燃焼側の蓄熱式バーナにおける燃料ガスの給気管から燃料ガスと燃焼用支燃ガスの一部との混合ガスを供給すると共に、燃焼用支燃ガスの給気管から燃焼用支燃ガスの残部を蓄熱体を介し供給して、該混合ガス中の燃料ガスを還元燃焼させ、同時に吸引側の蓄熱式バーナにおける枝管を介し燃料ガスの給気管から燃焼用支燃ガスを供給して、これらの燃焼ガス等を該吸引側の蓄熱式バーナにおける蓄熱体を介し燃焼ガスの排気管から排出することを特徴とする蓄熱式バーナの運転方法に係る。
【０００６】
本発明で用いる蓄熱式バーナも、ケーシングに燃料ガスの給気管、燃焼用支燃ガスの給気管及び燃焼ガスの排出管を接続し且つ該ケーシング内に蓄熱体を収容している。ケーシングの基端側に燃焼用支燃ガスの給気口及び燃焼ガスの排気口を、また内部に収容した蓄熱体とケーシングの先端側との間に燃料ガスの給気口を、更にケーシングの先端側に火炎の吐出口を開設し、燃焼用支燃ガスの給気口には燃焼用支燃ガスの給気管を、また燃焼ガスの排気口には燃焼ガスの排気管を、更に燃料ガスの給気口には燃料ガスの給気管を接続して、燃焼用支燃ガスの給気口と燃焼ガスの排気口とはその開閉が切替弁により交互に切替え得るようになっている。
【０００７】
本発明で用いる蓄熱式バーナは、燃料ガスの給気管に燃焼用支燃ガスの給気管から分岐した枝管を接続し、該燃料ガスの給気管から燃料ガス及び／又は燃焼用支燃ガスを供給し得るようになっている。
【０００８】
上記のような蓄熱式バーナを還元燃焼させるときには、燃料ガスの給気管から燃料ガスと燃焼用支燃ガスの一部との混合ガスを供給すると共に、燃焼用支燃ガスの給気管から燃焼用支燃ガスの残部を蓄熱体を介し供給して、該混合ガス中の燃料ガスを還元燃焼させる。燃焼用支燃ガスの一部をいわばプレミックスガスとして予め燃料ガスと混合し、かかる混合ガスを供給するため、燃料ガスと燃焼用支燃ガスとの混合が充分になされ、通常の燃焼時においてはいうまでもなく、還元燃焼時においても煤の発生を防止できる。燃焼用支燃ガスとしては、空気、酸素富化空気、酸素ガス等を使用できる。
【０００９】
本発明では、前記したような複数の蓄熱式バーナを交番燃焼させるように配設した熱処理炉を用いる。例えば、熱処理炉の両側に各１台又は２台以上の蓄熱式バーナを配設し、片側の蓄熱式バーナを燃焼させるときにはその燃焼ガスを他の片側の蓄熱式バーナに吸引させ、次に他の片側の蓄熱式バーナを燃焼させるときにはその燃焼ガスを前記片側の蓄熱式バーナに吸引させるという交番燃焼をさせる。この場合に各蓄熱式バーナは、前記したように、燃料ガスの給気管に燃焼用支燃ガスの給気管から分岐した枝管を接続し、該燃料ガスの給気管から燃料ガス及び／又は燃焼用支燃ガスを供給し得るようになっている。
【００１０】
上記のような熱処理炉において、蓄熱式バーナを還元燃焼させるときには、燃料ガスの給気管から燃料ガスと燃焼用支燃ガスの一部との混合ガスを供給すると共に、燃焼用支燃ガスの給気管から燃焼用支燃ガスの残部を蓄熱体を介し供給して、該混合ガス中の燃料ガスを還元燃焼させる。前記したように、燃焼用支燃ガスの一部をいわばプレミックスガスとして予め燃料ガスと混合しておくのである。
【００１１】
また上記のような熱処理炉において、複数の蓄熱式バーナを交互に還元燃焼させるときには、吸引側の蓄熱式バーナに、その燃料ガスの給気管から燃焼用支燃ガスを供給する。燃焼側の蓄熱式バーナにおける燃料ガスの給気管から燃料ガスと燃焼用支燃ガスの一部との混合ガスを供給すると共に、燃焼用支燃ガスの給気管から燃焼用支燃ガスの残部を蓄熱体を介し供給して、該混合ガス中の燃料ガスを還元燃焼させ、同時に吸引側の蓄熱式バーナにおける枝管を介し燃料ガスの給気管から燃焼用支燃ガスを供給して、これらの燃焼ガス等を該吸引側の蓄熱式バーナにおける蓄熱体を介し燃焼ガスの排気管から排出する。複数の蓄熱式バーナを交互に還元燃焼させると、炉内にはその燃焼ガスによりＣＯを含む還元雰囲気が形成されるが、かかる燃焼ガスをそのまま吸引側の蓄熱式バーナを介し排出すると、有害であり、またＣＯの保有する熱エネルギも無駄になる。吸引側の蓄熱式バーナにその燃料ガス給気管から燃焼用支燃ガスを供給すると、上記のような燃焼ガス中のＣＯを再燃焼させてＣＯ2にすることができ、またこの際の発熱エネルギを該吸引側の蓄熱体に蓄えることができる。更に上記のように燃料ガスの給気管から燃焼用支燃ガスを常時供給しておくことにより、該燃料ガスの給気管中のガスをパージすることができ、小爆発等の危険を回避できる。
【００１２】
本発明では、複数の蓄熱式バーナを前記のように交互に還元燃焼させ、該蓄熱式バーナの還元燃焼を停止させるときには、各蓄熱式バーナ毎に、枝管を介し燃料ガスの給気管から燃焼用支燃ガスを供給し、供給した燃焼用支燃ガスを蓄熱体を介し燃焼ガスの排気管から排出するのが好ましい。複数の蓄熱式バーナを前記のように交互に還元燃焼させ、炉内に形成される還元雰囲気下に被処理物を加熱した後、例えば徐冷するような場合、該蓄熱式バーナの還元燃焼を停止させる。このような場合、単に蓄熱式バーナの還元燃焼を停止させるだけであると、炉内に大気等が侵入して還元雰囲気が乱れ、また炉内から徐々に排出される燃焼ガスにより蓄熱体が異常に過熱されてその機能が損なわれる。かかる場合、各蓄熱式バーナ単位で、上記のように燃焼用支燃ガスを供給し、排出すると、炉内の還元雰囲気を保つことができ、また蓄熱体を保護することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明で用いる複数の蓄熱式バーナ及びこれらを交番燃焼させるように配設した熱処理炉を例示する縦断面図である。図１を含め、図示した各実施形態では、燃焼用支燃ガスとして空気を用いている。熱処理炉１１はその両側壁に各１台の蓄熱式バーナ２１，３１が相対して配設されている。左側の蓄熱式バーナ３１は右側の蓄熱式バーナ２１と同じ構造になっている。蓄熱式バーナ２１，３１は、そのケーシング２２，３２の基端側に燃焼用支燃ガスの給気口２３，３３及び燃焼ガスの排気口２４，３４が、また内部に収容した蓄熱体２５，３５とケーシング２２，３２の先端側との間に燃料ガスの給気口２６，３６が、更にケーシング２２，３２の先端側に火炎の吐出口２７，３７が開設されており、燃焼用支燃ガスの給気口２３，３３には燃焼用支燃ガスの給気管４１，５１が、また燃焼ガスの排気口２４，３４には燃焼ガスの排気管４２，５２が、更に燃料ガスの給気口２６，３６には燃料ガスの給気管４３，５３が接続されていて、燃焼用支燃ガスの給気口２３，３３と燃焼ガスの排気口２４，３４とはその開閉が切替弁４４，５４により交互に切替え得るようになっている。
【００１４】
燃焼用支燃ガスの給気管４１，５１はその上流側で合流して給気ファン６１へと接続されており、燃焼ガスの排気管４２，５２はその下流側で合流して排気ファン６２へと接続されている。燃料ガスの給気管４３，５３にはバルブ４３ａ，５３ａが介装されており、これらの給気管４３，５３はその上流側で合流して図示しない燃料ガス供給源へと接続されている。燃焼用支燃ガスの給気管４１，５１からは枝管７１，７２が分岐されており、枝管７１，７２は燃料ガスの給気口２６，３６とバルブ４３ａ，５３ａとの間における燃料ガスの給気管４３，５３に接続されていて、枝管７１，７２の途中にはバルブ７１ａ，７２ａが介装されている。
【００１５】
蓄熱式バーナ２１，３１は、バルブ４３ａ，５３ａ，７１ａ，７２ａの開閉操作により、燃料ガスの給気管４３，５３から燃料ガス及び／又は燃焼用支燃ガスを供給し得るようになっており、またこれらの蓄熱式バーナ２１，３１を交番燃焼させるように相対して配設した熱処理炉１１は、蓄熱式バーナ２１が燃焼側となるときは蓄熱式バーナ３１が吸引側となり、逆に蓄熱式バーナ３１が燃焼側となるときは蓄熱式バーナ２１が吸引側となるようになっている。
【００１６】
図２は図１の熱処理炉を用いて複数の蓄熱式バーナを交互に還元燃焼させるときの本発明の実施状態を示す図である。ここでは右側の蓄熱式バーナ２１を燃焼側とし、左側の蓄熱式バーナ３１を吸引側としている場合を示しており、ガスの流れを黒塗りで示している。図２では、切替弁４４，５４の切替操作により、燃焼用支燃ガスの給気口２３及び燃焼ガスの排気口３４を開、燃焼ガスの排気口２４及び燃焼用支燃ガスの給気口３３を閉、また各バルブの開閉操作により、バルブ４３ａ，７１ａ，７２ａを開、バルブ５３ａを閉にしている。図２では、燃焼側の蓄熱式バーナ２１における燃料ガスの給気管４３から燃料ガスと燃焼用支燃ガスの一部との混合ガスを供給すると共に、燃焼用支燃ガスの給気管４１から燃焼用支燃ガスの残部を蓄熱体２５を介し供給して、該混合ガス中の燃料ガスを還元燃焼させ、同時に吸引側の蓄熱式バーナ３１における枝管７２を介し燃料ガスの給気管５３から燃焼用支燃ガスを供給して、これらの燃焼ガス等を吸引側の蓄熱式バーナ３１における蓄熱体３５を介し燃焼ガスの排気管５２から排出している。図示及び説明を省略するが、左側の蓄熱式バーナ３１を燃焼側とし、右側の蓄熱式バーナ２１を吸引側とするときは、双方の役割が以上説明したことと逆になるだけである。
【００１７】
図３は図２について前記したように複数の蓄熱式バーナを交互に還元燃焼させた後にその還元燃焼を停止させたときの本発明の他の状態を示す図である。ここでもガスの流れを黒塗りで示している。図３では、切替弁４４，５４の切替操作により、燃焼用支燃ガスの給気口２３，３３を閉、燃焼ガスの排気口２４，３４を開、また各バルブの開閉操作により、バルブ４３ａ，５３ａを閉、バルブ７１ａ，７２ａを開にしている。図３では、各蓄熱式バーナ２１，３１単位で、枝管７１，７２を介し燃料ガスの給気管４３，５３から燃焼用支燃ガスを供給し、供給した燃焼用支燃ガスを蓄熱体２５，３５を介し燃焼ガスの排気管４２，５２から排出している。
【００１８】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、複数の蓄熱式バーナを交番燃焼させるように配設した熱処理炉において、燃焼用支燃ガスの一部をいわばプレミックスガスとして予め燃料ガスと混合し、かかる混合ガスを燃焼側の蓄熱式バーナに供給するため、燃料ガスと燃焼用支燃ガスとの混合が充分になされ、通常の燃焼時においてはいうまでもなく、還元燃焼時においても煤の発生を防止できる。また吸引側の蓄熱式バーナにその燃料ガス給気管から燃焼用支燃ガスを供給するため、蓄熱式バーナの還元燃焼時に発生する燃焼ガス中のＣＯを再燃焼させてＣＯ2にすることができ、この際の発熱エネルギを該吸引側の蓄熱体に蓄えることができる。更に燃焼側及び吸引側の双方で燃料ガスの給気管から燃焼用支燃ガスを常時供給するため、該燃料ガスの給気管中のガスをパージすることができ、小爆発等の危険を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で用いる複数の蓄熱式バーナ及びこれらを交番燃焼させるように配設した熱処理炉を例示する縦断面図。
【図２】  図１の熱処理炉を用いて複数の蓄熱式バーナを交互に還元燃焼させるときの本発明の実施状態を示す図。
【図３】  図２について前記したように複数の蓄熱式バーナを交互に還元燃焼させた後にその還元燃焼を停止させたときの本発明の他の実施状態を示す図。
【符号の説明】
１１・・熱処理炉、２１，３１・・蓄熱式バーナ、２２，３２・・ケーシング、２５，３５・・蓄熱体、４１，５１・・燃焼用支燃ガスの給気管、４２，５２・・燃焼ガスの排気管、４３，５３・・燃料ガスの給気管、４４，５４・・切替弁、７１，７２・・枝管
【図１】
0004106699.tif 000002
【図２】
0004106699.tif 000003
【図３】
0004106699.tif 000004