リジェネバーナシステム
【課題】被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉に使用できるリジェネバーナシステムを提供すること。
【解決手段】バーナ３は、燃料ガスＦを噴出させるガスノズル４１と、燃焼用空気Ａを噴出させる燃焼用空気ノズル５１とを有しており、ガスノズル４１と燃焼用空気ノズル５１とを加熱炉１の内壁１１から環状燃焼空間１３に突出させている。ガスノズル４１は、燃焼用空気ノズル５１よりも被加熱物２に近い位置に配設してあり、燃料ガスＦの噴出方向を燃焼用空気Ａの噴出方向に交錯させるよう構成してある。リジェネバーナシステム１０は、燃料ガスＦを内壁１１に向けて噴出させることにより、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼による火炎Ｍを、被加熱物２に接触させることなく内壁１１に沿って円弧状に形成するよう構成してある。
【解決手段】バーナ３は、燃料ガスＦを噴出させるガスノズル４１と、燃焼用空気Ａを噴出させる燃焼用空気ノズル５１とを有しており、ガスノズル４１と燃焼用空気ノズル５１とを加熱炉１の内壁１１から環状燃焼空間１３に突出させている。ガスノズル４１は、燃焼用空気ノズル５１よりも被加熱物２に近い位置に配設してあり、燃料ガスＦの噴出方向を燃焼用空気Ａの噴出方向に交錯させるよう構成してある。リジェネバーナシステム１０は、燃料ガスＦを内壁１１に向けて噴出させることにより、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼による火炎Ｍを、被加熱物２に接触させることなく内壁１１に沿って円弧状に形成するよう構成してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一対のバーナを用いて燃焼と排気とを交互に行い、被加熱物を加熱するよう構成されたリジェネバーナシステムは、種々の加熱炉に使用されている。そして、リジェネバーナシステムを用いて、熱処理を行う焼鈍炉を形成したものとしては、特許文献１に示すものがある。
この焼鈍炉においては、焼鈍炉における内壁の下部の円周方向に互いに１８０°ずれた対称位置にそれぞれバーナを配設し、各バーナより交互に燃焼を行って上記被加熱物の加熱を行う。
【０００３】
しかしながら、上記従来のリジェネバーナシステムにおいては、上記被加熱物にバーナの燃焼による火炎が接触することにより起こる影響については、十分な考慮がなされていない。すなわち、被加熱物に火炎が直接接触すると、この接触部分が局所的に激しく加熱されてしまう。そのため、上記従来のリジェネバーナシステムは、火炎が接触すると不都合を生じる被加熱物を加熱するために用いる場合には適していない。
【０００４】
また、限られたスペースに上記加熱炉を設置しようとする場合、上記加熱炉を小さくする必要がある。しかし、上記被加熱物の大きさは維持したまま上記加熱炉を小さくするためには、上記バーナによる燃焼ガスを通過させる上記内壁と被加熱物との間の空間を狭くする必要が生じる。そのため、上記燃焼による火炎が上記被加熱物に一層接触し易くなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７００３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉に使用することができるリジェネバーナシステムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、複数のバーナを有し、各バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムにおいて、
上記各バーナは、加熱炉内に配置した被加熱物を加熱するよう構成されていると共に、上記加熱炉の内壁と上記被加熱物との間に形成された燃焼空間に向けて火炎を発生させるよう構成されており、
かつ上記各バーナは、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に、上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記環状燃焼空間に向けて配設してなり、
上記ガスノズルは、上記燃焼用空気ノズルよりも上記被加熱物に近い位置に配設すると共に、上記燃料ガスの噴出方向を上記燃焼用空気の噴出方向に交錯させるよう配設してあり、
上記燃料ガスを上記内壁に向けて噴出させることにより、上記燃料ガスと上記燃焼用空気との燃焼による火炎を、上記被加熱物に接触させることなく形成するよう構成してあることを特徴とするリジェネバーナシステムにある（請求項１）。
【０００８】
本発明のリジェネバーナシステムは、上記バーナにおけるガスノズル及び燃焼用空気ノズルを、上記内壁から上記燃焼空間に向けて配設してなり、ガスノズルを、燃焼用空気ノズルよりも上記被加熱物に近い位置に配設してなる。また、ガスノズルは、燃料ガスの噴出方向を燃焼用空気の噴出方向に交錯させるよう配設されている。
上記リジェネバーナシステムを動作させるときには、燃焼用空気ノズルより噴出させた燃焼用空気と、ガスノズルより噴出させた燃料ガスとを加熱炉内において燃焼させ、この燃焼によって生じた燃焼ガスにより被加熱物を加熱する。
【０００９】
そして、この加熱の際には、燃料ガスを内壁の方向に向けて噴射させる。これにより、燃料ガスと燃焼用空気との燃焼による火炎は、内壁に沿って形成され、上記被加熱物との接触が避けられる。
そのため、上記リジェネバーナシステムによれば、被加熱物の一部を火炎により局所的に加熱してしまうことがなく、この局所的な加熱により被加熱物が悪影響を受けることを防止することができる。
【００１０】
また、上記燃焼による火炎は、上記内壁に沿って形成されることにより、被加熱物より離れた方向に向けられる。そのため、リジェネバーナシステムは、被加熱物と内壁との間の距離が小さくなるよう狭く形成した上記燃焼空間を有する加熱炉に対して使用した場合でも、火炎が被加熱物に接触することを防止することができる。
【００１１】
それ故、本発明のリジェネバーナシステムは、被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉に使用することができる。そして、本発明のリジェネバーナシステムは、設置スペースが限られている状況下で用いる加熱炉に対しても、使用が可能となる。
また、上記のごとく、リジェネバーナシステムを燃焼空間が狭い加熱炉に使用することにより、上記バーナによる燃焼ガスを充満させる空間の体積が小さくなる。そのため、本発明のリジェネバーナシステムによれば、加熱炉の熱効率を向上させることもできる。
【００１２】
第２の発明は、複数のバーナを有し、各バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムにおいて、
上記各バーナは、加熱炉内に配置した被加熱物を加熱するよう構成されていると共に、上記加熱炉の内壁と上記被加熱物との間に形成された燃焼空間に向けて火炎を発生させるよう構成されており、
かつ上記各バーナは、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に、上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記燃焼空間に向けて配設してなり、
上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとは、上記燃料ガスの噴出方向と上記燃焼用空気の噴出方向とを互いに交錯させるよう配設してあり、
上記ガスノズルの先端部の外周には、該先端部よりも突出すると共に上記燃焼用空気ノズルの先端部よりも突出した隔壁が形成されていることを特徴とするリジェネバーナシステムにある（請求項２）。
【００１３】
本発明のリジェネバーナシステムは、上記バーナにおけるガスノズル及び燃焼用空気ノズルを、燃料ガスの噴出方向と燃焼用空気の噴出方向とが互いに交錯するよう上記内壁から上記燃焼空間に向けて配設してなる。
そして、リジェネバーナシステムを動作させ、被加熱物を加熱する際には、燃料ガス又は燃焼用空気の少なくともいずれかを内壁の方向に向けて噴射させる。これにより、燃料ガスと燃焼用空気との燃焼による火炎は、内壁に沿って形成され、上記被加熱物との接触が避けられる。
【００１４】
そのため、本発明のリジェネバーナシステムにおいても、被加熱物の一部を火炎により局所的に加熱してしまうことがなく、この局所的な加熱により被加熱物が悪影響を受けることを防止することができる。また、本発明のリジェネバーナシステムもまた、上記発明と同様に、被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉に使用することができ、加熱炉の熱効率を向上させることもできる。
【００１５】
さらに、本発明においては、ガスノズルの先端部の外周には、この先端部よりも突出すると共に燃焼用空気ノズルの先端部よりも突出した隔壁が形成されている。
そして、いずれかのバーナにおいて燃焼を行い、他方のバーナにおいて排気を行うと共に上記火炎をパイロット火炎として形成するときには、上記隔壁により、他方のバーナにおいてパイロット火炎を形成するためにガスノズルから噴出された燃料ガスが、他方のバーナにおける燃焼用空気ノズルに排気される排気ガスと共に排気されてしまうことを防止することができる。そのため、上記隔壁により、パイロット火炎を形成するための燃料ガスが燃焼を行わずに直接排出されてしまうことを防止することができる。
それ故、本発明においては、パイロット火炎を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１、第２の発明において、上記リジェネバーナシステムは、例えば、筒状の内壁の略軸中心部に被加熱物を配置してなる加熱炉に使用することができる。そして、リジェネバーナシステムは、上記燃料ガスと上記燃焼用空気との燃焼による火炎を、上記被加熱物に接触させることなく上記内壁に沿って円弧状に形成するよう構成することができる。
【００１７】
また、上記第２の発明において、上記隔壁は、ガスノズルの先端部の全外周に形成することができ、また、ガスノズルの先端部の外周の一部に形成することもできる。
また、上記第２の発明においては、上記ガスノズルを、上記燃焼用空気ノズルよりも上記被加熱物に近い位置に配設し、燃料ガスを内壁に向けて噴出させると共に燃料ガスの噴出方向を燃焼用空気の噴出方向に交錯させるよう構成することができる。また、燃焼用空気ノズルを、ガスノズルよりも被加熱物に近い位置に配設し、燃焼用空気を内壁に向けて噴出させると共に燃焼用空気の噴出方向を燃料ガスの噴出方向に交錯させるよう構成することもできる。
【００１８】
また、上記第２の発明において、上記隔壁は、円筒形状を有しており、上記ガスノズルの先端部の全外周を覆っていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記火炎の保炎を一層効果的に行うことができる。
【００１９】
また、上記第１、第２の発明において、上記ガスノズルは、燃料ガスを通過させるストレートパイプの先端部において、該ストレートパイプの軸方向に傾斜して形成したガス噴出口を有していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記バーナの構造が簡単であり、上記リジェネバーナシステムをコンパクトに形成することができる。
【００２０】
また、上記燃焼用空気ノズルは、該燃焼用空気ノズルが上記ガスノズルと並ぶ並設方向と直交する方向に長い縦長形状の空気噴出口を有していることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記燃料ガスと燃焼用空気との燃焼による火炎を、上記並設方向と直交する方向に長い縦長形状に形成することができ、上記被加熱物との接触を避けて形成することが一層容易になる。
【実施例】
【００２１】
以下に、本発明のリジェネバーナシステムにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のリジェネバーナシステム１０は、図１、図２に示すごとく、複数のバーナ３を有し、各バーナ３による燃焼と排気とを交互に行うよう構成されている。各バーナ３は、加熱炉１内に配置した被加熱物２を加熱するよう構成されていると共に、加熱炉１の内壁１１と被加熱物２との間に形成された環状燃焼空間１３に向けて火炎Ｍを発生させるよう構成されている。
【００２２】
上記各バーナ３は、燃料ガスＦを噴出させるガスノズル４１と、燃焼用空気Ａを噴出させる燃焼用空気ノズル５１とを有していると共に、上記ガスノズル４１と上記燃焼用空気ノズル５１とを上記内壁１１から上記環状燃焼空間１３に向けて配設させてなる。また、本例のガスノズル４１及び燃焼用空気ノズル５１は、内壁１１から環状燃焼空間１３に向けて突出した位置に配設されている。
【００２３】
上記ガスノズル４１と燃焼用空気ノズル５１とは、燃料ガスＦの噴出方向と燃焼用空気Ａの噴出方向とを互いに交錯させるよう配設してある。また、ガスノズル４１は、燃焼用空気ノズル５１よりも被加熱物２に近い位置に配設してあり、ガスノズル４１におけるガス噴出口４１１が燃焼用空気ノズル５１に向けて傾斜形成してあることにより、燃料ガスＦの噴出方向を燃焼用空気Ａの噴出方向に交錯させる。
【００２４】
そして、図１、図２に示すごとく、上記加熱炉１は、燃料ガスＦを内壁１１に向けて噴出させることにより、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼による火炎Ｍを、被加熱物２に接触させることなく内壁１１に沿って円弧状に形成するよう構成してある。
また、図３に示すごとく、上記ガスノズル４１の先端部４６の外周には、この先端部４６よりも突出すると共に燃焼用空気ノズル５１の先端部５６よりも突出した隔壁３２が形成されている。
以下に、これを詳説する。
【００２５】
図１、図２に示すごとく、本例のリジェネバーナシステム１０を配設した加熱炉１は、略円形断面形状を有する環状の内壁１１を有しており、上記被加熱物２は略円形断面形状を有している。そして、上記環状燃焼空間１３は、略円環断面形状に形成されており、被加熱物２の全周において、内壁１１と被加熱物２との間に略一定の幅の隙間を形成している。
【００２６】
また、本例のリジェネバーナシステム１０は、２つのバーナ３を有しており、各バーナ３には、燃焼用空気Ａを燃焼用空気ノズル５１に導く燃焼用空気通路５が形成されており、この燃焼用空気通路５には、熱量を蓄えるための蓄熱体５２が配置されている。
また、各バーナ３における燃焼用空気ノズル５１は、各バーナ３における燃焼後に上記環状燃焼空間１３を進んだ燃焼ガスＧ１の流れ方向に対して互いに対向するよう配設してある。
【００２７】
また、図３に示すごとく、各ガスノズル４１は、上記各バーナ３の内部に設けたストレートパイプ（直管）としてのガス管４の先端部４６に形成されている。そして、ガスノズル４１は、ガス管４の軸方向に対して傾斜形成したガス噴出口４１１を有している。
また、各燃焼用空気ノズル５１は、各バーナ３の内部に設けた燃焼用空気通路５の先端部に形成されている。各燃焼用空気ノズル５１は、図４に示すごとく、この燃焼用空気ノズル５１がガスノズル４１と並ぶ並設方向Ｘと直交する方向Ｙに長い縦長形状の空気噴出口５１１を有している。
また、各バーナ３において、各ガス管４と各燃焼用空気通路５とは別々に配設してあり、各バーナ３は、各燃焼用空気ノズル５１に対して上記被加熱物２に近い側に各ガスノズル４１が位置するよう上記加熱炉１に配設してある。
【００２８】
図３、図４に示すごとく、各バーナ３は、セラミックス等の耐火材料からなる耐火ボディ３１内に、ガス管４及び燃焼用空気通路５を配設してなる。また、各ガス管４及び各燃焼用空気通路５は、耐火ボディ３１内において互いに略平行に配設されている。
また、本例の各燃焼用空気ノズル５１は、各燃焼用空気通路５の先端部における通路断面積を傾斜状に絞ることによって形成されている。そして、各燃焼用空気ノズル５１は、各燃焼用空気通路５に略平行な方向に燃焼用空気Ａを噴出させるよう構成されている。
一方、各ガスノズル４１のガス噴出口４１１は、燃焼用空気Ａの噴出方向に交錯する方向に向けて傾斜形成されている。そして、各ガスノズル４１は、燃焼用空気Ａの噴出方向に対して交錯する方向に燃料ガスＦを噴出させるよう構成されている。
【００２９】
また、図４に示すごとく、本例の各ガスノズル４１は、各燃焼用空気ノズル５１に隣接して各バーナ３における１箇所に形成されており、各燃焼用空気ノズル５１の上下方向における略中央部分に隣接して形成されている。これに対し、各ガスノズル４１は、各バーナ３において複数箇所に形成することもでき、例えば、図５に示すごとく、縦長形状の燃焼用空気ノズル５１の縦長方向に沿って並ぶ２箇所に形成することもできる。
【００３０】
また、図１、図２に示すごとく、各バーナ３の燃焼用空気通路５には、それぞれ３方弁５４が接続されており、各燃焼用空気通路５は、各３方弁５４の切換動作によって燃焼用空気Ａの供給通路５５に接続されるか、又は排気ガスＧ２の排気通路５６に接続されるよう構成されている。なお、図示は省略するが、各３方弁５４の代わりに、４方弁を用いることもできる。
【００３１】
図３に示すごとく、上記ガス管４は、燃焼用空気Ａが流れる空気パイプ４３と、この空気パイプ４３内に挿通され、燃料ガスＦと燃焼用空気ＡとのパイロットガスＦ１が流れるパイロットパイプ４４と、このパイロットパイプ４４内に挿通され、燃料ガスＦが流れるガスパイプ４５とを有する３重管構造を有している。
本例のガスノズル４１は、ガスパイプ４５の先端に配設されており、本例のパイロットノズル４２は、空気パイプ４３の先端に形成されている。
【００３２】
また、パイロットパイプ４４の先端は閉塞されており、パイロットパイプ４４の外周には、パイロットガスＦ１を空気パイプ４３内を流れる燃焼用空気Ａに混合させるためのパイロット噴出口４４１が形成されている。そして、本例では、パイロットガスＦ１と燃焼用空気Ａとの混合気がパイロット混合気Ｆ２となり、このパイロット混合気Ｆ２は、空気パイプ４３の先端に形成されたパイロットノズル４２から噴出される。
【００３３】
そして、ガスノズル４１から噴出された燃料ガスＦは、燃焼用空気ノズル５１から噴出された燃焼用空気Ａと混合燃焼してメイン火炎Ｍを形成し、パイロットノズル４２から噴出されたパイロット混合気Ｆ２は、燃焼してガスノズル４１の外周側にパイロット火炎Ｐを形成する。このパイロット火炎Ｐは、ガスノズル４１から噴出された燃料ガスＦと燃焼用空気ノズル５１から噴出された燃焼用空気Ａとの混合気に着火させるために用いることができる。
【００３４】
図３に示すごとく、本例の隔壁３２は、円筒形状を有しており、この隔壁は、ガスノズル４１の先端部４６の全外周を覆っている。また、隔壁３２は、上記耐火ボディ３１の一部を突出させることによって形成されている。そして、隔壁３２は、パイロットノズル４２から形成されたパイロット火炎Ｐの一部を覆うことができ、パイロットノズル４２から形成したパイロット火炎Ｐの保炎を効果的に行うことができる。
【００３５】
以下に、上記加熱炉１に配設したリジェネバーナシステム１０における燃焼動作につき説明すると共にこのリジェネバーナシステム１０による作用効果につき説明する。
なお、以下の第１ガス管４Ａ、第１ガスノズル４１Ａ、第１燃焼用空気通路５Ａ、第１燃焼用空気ノズル５１Ａ及び第１蓄熱体５２Ａは、第１バーナ３Ａ内に形成されているもののことをいい、第２ガス管４Ｂ、第２ガスノズル４１Ｂ、第２燃焼用空気通路５Ｂ、第２燃焼用空気ノズル５１Ｂ及び第２蓄熱体５２Ｂは、第２バーナ３Ｂ内に形成されているもののことをいう。
【００３６】
図１に示すごとく、第１バーナ３Ａにおいて燃焼を行う際には、第１ガス管４Ａに燃料ガスＦを流入させると共に第１燃焼用空気通路５Ａに燃焼用空気Ａを流入させる。また、第１バーナ３Ａにおいて燃焼を行う際には、第１バーナ３Ａ及び第２バーナ３Ｂに設けた３方弁５４の切換動作により、第１バーナ３Ａの第１燃焼用空気通路５Ａは燃焼用空気Ａの供給通路５５に接続され、第２バーナ３Ｂの第２燃焼用空気通路５Ｂは排気ガスＧ２の排気通路５６に接続されている。
【００３７】
また、各バーナ３において、燃焼及び排気を交互に行うリジェネ燃焼を行う際には、各バーナ３におけるパイロットノズル４２からは、パイロット混合気Ｆ２を常に噴出させておき、各バーナ３においてパイロット火炎Ｐを形成しておく。そして、各バーナ３においては、パイロット火炎Ｐを着火源として燃焼を再開することができる。
【００３８】
そして、図１に示すごとく、第１ガスノズル４１Ａから燃料ガスＦを噴出させると共に第１燃焼用空気ノズル５１Ａから燃焼用空気Ａを噴出させ、これらの混合気は、上記パイロット混合気Ｆ２により形成されたパイロット火炎Ｐにより着火されて燃焼する。
このとき、燃料ガスＦの噴出方向は、内壁１１の方向を向いており、燃焼用空気Ａの噴出方向に交錯している。そして、内壁１１に沿うように燃焼用空気Ａが噴出されると共に、これに交錯するよう内壁１１の方向に向けて燃料ガスＦが噴出される。これにより、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼によるメイン火炎Ｍは、内壁１１に沿った円弧状に形成され、被加熱物２との接触が避けられる。
こうして、本例のメイン火炎Ｍは、内壁１１に沿って円弧状に形成されると共に、被加熱物２との接触が避けられた状態で、内壁１１に沿って被加熱物２の回りを旋回するようにして形成される。
【００３９】
その後、上記燃焼による燃焼ガスＧ１は、被加熱物２を加熱しながら、この被加熱物２の回りを旋回して環状燃焼空間１３を通過する。そして、被加熱物２を加熱した後の排気ガスＧ２は、第２燃焼用空気ノズル５１Ｂから入って第２バーナ３Ｂの第２燃焼用空気通路５Ｂを通過し、排気通路５６から加熱炉１の外部に排気される。このとき、この排気ガスＧ２は、第２燃焼用空気通路５Ｂに配置した第２蓄熱体５２Ｂに熱量を与え、第２蓄熱体５２Ｂは、排気ガスＧ２における排熱を蓄える。こうして、第１バーナ３Ａによる燃焼と第２バーナ３Ｂによる排気とが行われる。
【００４０】
次いで、図２に示すごとく、上記第１バーナ３Ａにおける燃焼が終わると、第２バーナ３Ｂにおいて燃焼を行うために第１バーナ３Ａ及び第２バーナ３Ｂに設けた各３方弁５４の切換動作により、第１バーナ３Ａの第１燃焼用空気通路５Ａは上記排気通路５６に接続され、第２バーナ３Ｂの第２燃焼用空気通路５Ｂは上記供給通路５５に接続される。
【００４１】
そして、同図に示すごとく、上記第２ガス管４Ｂに燃料ガスＦを流入させると共に上記第２燃焼用空気通路５Ｂに燃焼用空気Ａを流入させる。このとき、この燃焼用空気Ａには、第１バーナ３Ａからの排気ガスＧ２による排熱を蓄えた第２蓄熱体５２Ｂにおける熱量が与えられる。そのため、第２バーナ３Ｂにおいて燃焼を行う際には、第２蓄熱体５２Ｂにおける熱量を利用して燃焼を行うことができ、第１バーナ３Ａの排気ガスＧ２における排熱を回収することができる。
【００４２】
その後、第２バーナ３Ｂにおいても、第１バーナ３Ａと同様に燃焼が行われ、燃焼によるメイン火炎Ｍが、内壁１１に沿って円弧状に形成される。また、第２バーナ３Ｂによる燃焼ガスＧ１が被加熱物２を加熱しながら環状燃焼空間１３を通過し、被加熱物２を加熱した後の排気ガスＧ２が第１燃焼用空気ノズル５１Ａから入って第１バーナ３Ａの第１燃焼用空気通路５Ａを通過して、上記排気通路５６から加熱炉１の外部に排気される。そして、このときには、第１バーナ３Ａにおける第１蓄熱体５２Ａに排気ガスＧ２における排熱が蓄えられる。
次いで、第１バーナ３Ａにおいて燃焼が行われる際には、第１蓄熱体５２Ａにおける排熱を回収して燃焼が行われる。そして、以降は、同様にして、各バーナ３において交互に燃焼と排気とが繰り返される。
【００４３】
本例のリジェネバーナシステム１０においては、上記のごとく、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼によるメイン火炎Ｍは、内壁１１に沿った円弧状に形成され、被加熱物２との接触が避けられる。そのため、上記リジェネバーナシステム１０によれば、被加熱物２の一部をメイン火炎Ｍにより局所的に加熱してしまうことがなく、局所的な加熱により被加熱物２が悪影響を受けることを防止することができる。
【００４４】
また、上記燃焼によるメイン火炎Ｍは、内壁１１に沿った円弧状に形成されることにより、被加熱物２より離れた方向に向けられる。そのため、リジェネバーナシステム１０は、被加熱物２と内壁１１との間の距離が小さくなるよう狭く形成した上記環状燃焼空間１３を有する加熱炉１に対して使用した場合でも、メイン火炎Ｍが被加熱物２に接触することを防止することができる。
【００４５】
それ故、上記リジェネバーナシステム１０は、被加熱物２を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉１に使用することができる。そして、上記リジェネバーナシステム１０は、設置スペースが限られている状況下で用いる加熱炉１に対しても、使用が可能となる。
また、上記のごとく、リジェネバーナシステム１０を環状燃焼空間１３が狭い加熱炉１に使用することにより、各バーナ３による燃焼ガスを充満させる空間の体積が小さくなる。そのため、上記リジェネバーナシステム１０によれば、加熱炉１の熱効率を向上させることもできる。
【００４６】
また、本例においては、各バーナ３において、排気ガスＧ２の排気を行う際には、上記耐火ボディ３１の一部を突出させて形成した隔壁３２により、パイロットノズル４２から噴出させたパイロット混合気Ｆ２が燃焼に使われずに、直接燃焼用空気ノズル５１に排気されてしまうことを防止することができる。
すなわち、排気ガスＧ２がバーナ３の燃焼用空気ノズル５１に向けて排気される際には、この排気ガスＧ２は、バーナ３の先端側表面に衝突するようにして、燃焼用空気ノズル５１から排気されることになる。このとき、排気ガスＧ２が直接パイロットノズル４２に向けて流れると、パイロットノズル４２から噴出されたパイロット混合気Ｆ２は、排気ガスＧ２の流れの影響を受けることになる。
【００４７】
これに対し、本例においては、ガスノズル４１の先端部４６の全外周に形成された隔壁３２により、パイロットノズル４２から噴出されたパイロット混合気Ｆ２が排気ガスＧ２の流れに引き寄せられて、排気ガスＧ２と共に燃焼用空気ノズル５１から排気されてしまうことを防止することができる。
それ故、本例においては、パイロット火炎Ｐを安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例における、第１バーナにおいて燃焼を行うと共に第２バーナにおいて排気を行っている状態のリジェネバーナシステムを示す断面説明図。
【図２】実施例における、第２バーナにおいて燃焼を行うと共に第１バーナにおいて排気を行っている状態のリジェネバーナシステムを示す断面説明図。
【図３】実施例における、バーナの要部を拡大して示す断面説明図。
【図４】実施例における、バーナを示す斜視図。
【図５】実施例における、他のバーナを示す斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
１ 加熱炉
１０ リジェネバーナシステム
１１ 内壁
１３ 環状燃焼空間
２ 被加熱物
３ バーナ
３１ 耐火ボディ
３２ 隔壁
４ ガス管
４１ ガスノズル
４２ パイロットノズル
５ 燃焼用空気通路
５１ 燃焼用空気ノズル
５２ 蓄熱体
Ｆ 燃料ガス
Ｆ１ パイロットガス
Ｆ２ パイロット混合気
Ａ 燃焼用空気
Ｇ１ 燃焼ガス
Ｇ２ 排気ガス
Ｍ メイン火炎
Ｐ パイロット火炎
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一対のバーナを用いて燃焼と排気とを交互に行い、被加熱物を加熱するよう構成されたリジェネバーナシステムは、種々の加熱炉に使用されている。そして、リジェネバーナシステムを用いて、熱処理を行う焼鈍炉を形成したものとしては、特許文献１に示すものがある。
この焼鈍炉においては、焼鈍炉における内壁の下部の円周方向に互いに１８０°ずれた対称位置にそれぞれバーナを配設し、各バーナより交互に燃焼を行って上記被加熱物の加熱を行う。
【０００３】
しかしながら、上記従来のリジェネバーナシステムにおいては、上記被加熱物にバーナの燃焼による火炎が接触することにより起こる影響については、十分な考慮がなされていない。すなわち、被加熱物に火炎が直接接触すると、この接触部分が局所的に激しく加熱されてしまう。そのため、上記従来のリジェネバーナシステムは、火炎が接触すると不都合を生じる被加熱物を加熱するために用いる場合には適していない。
【０００４】
また、限られたスペースに上記加熱炉を設置しようとする場合、上記加熱炉を小さくする必要がある。しかし、上記被加熱物の大きさは維持したまま上記加熱炉を小さくするためには、上記バーナによる燃焼ガスを通過させる上記内壁と被加熱物との間の空間を狭くする必要が生じる。そのため、上記燃焼による火炎が上記被加熱物に一層接触し易くなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７００３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉に使用することができるリジェネバーナシステムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、複数のバーナを有し、各バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムにおいて、
上記各バーナは、加熱炉内に配置した被加熱物を加熱するよう構成されていると共に、上記加熱炉の内壁と上記被加熱物との間に形成された燃焼空間に向けて火炎を発生させるよう構成されており、
かつ上記各バーナは、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に、上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記環状燃焼空間に向けて配設してなり、
上記ガスノズルは、上記燃焼用空気ノズルよりも上記被加熱物に近い位置に配設すると共に、上記燃料ガスの噴出方向を上記燃焼用空気の噴出方向に交錯させるよう配設してあり、
上記燃料ガスを上記内壁に向けて噴出させることにより、上記燃料ガスと上記燃焼用空気との燃焼による火炎を、上記被加熱物に接触させることなく形成するよう構成してあることを特徴とするリジェネバーナシステムにある（請求項１）。
【０００８】
本発明のリジェネバーナシステムは、上記バーナにおけるガスノズル及び燃焼用空気ノズルを、上記内壁から上記燃焼空間に向けて配設してなり、ガスノズルを、燃焼用空気ノズルよりも上記被加熱物に近い位置に配設してなる。また、ガスノズルは、燃料ガスの噴出方向を燃焼用空気の噴出方向に交錯させるよう配設されている。
上記リジェネバーナシステムを動作させるときには、燃焼用空気ノズルより噴出させた燃焼用空気と、ガスノズルより噴出させた燃料ガスとを加熱炉内において燃焼させ、この燃焼によって生じた燃焼ガスにより被加熱物を加熱する。
【０００９】
そして、この加熱の際には、燃料ガスを内壁の方向に向けて噴射させる。これにより、燃料ガスと燃焼用空気との燃焼による火炎は、内壁に沿って形成され、上記被加熱物との接触が避けられる。
そのため、上記リジェネバーナシステムによれば、被加熱物の一部を火炎により局所的に加熱してしまうことがなく、この局所的な加熱により被加熱物が悪影響を受けることを防止することができる。
【００１０】
また、上記燃焼による火炎は、上記内壁に沿って形成されることにより、被加熱物より離れた方向に向けられる。そのため、リジェネバーナシステムは、被加熱物と内壁との間の距離が小さくなるよう狭く形成した上記燃焼空間を有する加熱炉に対して使用した場合でも、火炎が被加熱物に接触することを防止することができる。
【００１１】
それ故、本発明のリジェネバーナシステムは、被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉に使用することができる。そして、本発明のリジェネバーナシステムは、設置スペースが限られている状況下で用いる加熱炉に対しても、使用が可能となる。
また、上記のごとく、リジェネバーナシステムを燃焼空間が狭い加熱炉に使用することにより、上記バーナによる燃焼ガスを充満させる空間の体積が小さくなる。そのため、本発明のリジェネバーナシステムによれば、加熱炉の熱効率を向上させることもできる。
【００１２】
第２の発明は、複数のバーナを有し、各バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムにおいて、
上記各バーナは、加熱炉内に配置した被加熱物を加熱するよう構成されていると共に、上記加熱炉の内壁と上記被加熱物との間に形成された燃焼空間に向けて火炎を発生させるよう構成されており、
かつ上記各バーナは、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に、上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記燃焼空間に向けて配設してなり、
上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとは、上記燃料ガスの噴出方向と上記燃焼用空気の噴出方向とを互いに交錯させるよう配設してあり、
上記ガスノズルの先端部の外周には、該先端部よりも突出すると共に上記燃焼用空気ノズルの先端部よりも突出した隔壁が形成されていることを特徴とするリジェネバーナシステムにある（請求項２）。
【００１３】
本発明のリジェネバーナシステムは、上記バーナにおけるガスノズル及び燃焼用空気ノズルを、燃料ガスの噴出方向と燃焼用空気の噴出方向とが互いに交錯するよう上記内壁から上記燃焼空間に向けて配設してなる。
そして、リジェネバーナシステムを動作させ、被加熱物を加熱する際には、燃料ガス又は燃焼用空気の少なくともいずれかを内壁の方向に向けて噴射させる。これにより、燃料ガスと燃焼用空気との燃焼による火炎は、内壁に沿って形成され、上記被加熱物との接触が避けられる。
【００１４】
そのため、本発明のリジェネバーナシステムにおいても、被加熱物の一部を火炎により局所的に加熱してしまうことがなく、この局所的な加熱により被加熱物が悪影響を受けることを防止することができる。また、本発明のリジェネバーナシステムもまた、上記発明と同様に、被加熱物を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉に使用することができ、加熱炉の熱効率を向上させることもできる。
【００１５】
さらに、本発明においては、ガスノズルの先端部の外周には、この先端部よりも突出すると共に燃焼用空気ノズルの先端部よりも突出した隔壁が形成されている。
そして、いずれかのバーナにおいて燃焼を行い、他方のバーナにおいて排気を行うと共に上記火炎をパイロット火炎として形成するときには、上記隔壁により、他方のバーナにおいてパイロット火炎を形成するためにガスノズルから噴出された燃料ガスが、他方のバーナにおける燃焼用空気ノズルに排気される排気ガスと共に排気されてしまうことを防止することができる。そのため、上記隔壁により、パイロット火炎を形成するための燃料ガスが燃焼を行わずに直接排出されてしまうことを防止することができる。
それ故、本発明においては、パイロット火炎を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１、第２の発明において、上記リジェネバーナシステムは、例えば、筒状の内壁の略軸中心部に被加熱物を配置してなる加熱炉に使用することができる。そして、リジェネバーナシステムは、上記燃料ガスと上記燃焼用空気との燃焼による火炎を、上記被加熱物に接触させることなく上記内壁に沿って円弧状に形成するよう構成することができる。
【００１７】
また、上記第２の発明において、上記隔壁は、ガスノズルの先端部の全外周に形成することができ、また、ガスノズルの先端部の外周の一部に形成することもできる。
また、上記第２の発明においては、上記ガスノズルを、上記燃焼用空気ノズルよりも上記被加熱物に近い位置に配設し、燃料ガスを内壁に向けて噴出させると共に燃料ガスの噴出方向を燃焼用空気の噴出方向に交錯させるよう構成することができる。また、燃焼用空気ノズルを、ガスノズルよりも被加熱物に近い位置に配設し、燃焼用空気を内壁に向けて噴出させると共に燃焼用空気の噴出方向を燃料ガスの噴出方向に交錯させるよう構成することもできる。
【００１８】
また、上記第２の発明において、上記隔壁は、円筒形状を有しており、上記ガスノズルの先端部の全外周を覆っていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記火炎の保炎を一層効果的に行うことができる。
【００１９】
また、上記第１、第２の発明において、上記ガスノズルは、燃料ガスを通過させるストレートパイプの先端部において、該ストレートパイプの軸方向に傾斜して形成したガス噴出口を有していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記バーナの構造が簡単であり、上記リジェネバーナシステムをコンパクトに形成することができる。
【００２０】
また、上記燃焼用空気ノズルは、該燃焼用空気ノズルが上記ガスノズルと並ぶ並設方向と直交する方向に長い縦長形状の空気噴出口を有していることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記燃料ガスと燃焼用空気との燃焼による火炎を、上記並設方向と直交する方向に長い縦長形状に形成することができ、上記被加熱物との接触を避けて形成することが一層容易になる。
【実施例】
【００２１】
以下に、本発明のリジェネバーナシステムにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のリジェネバーナシステム１０は、図１、図２に示すごとく、複数のバーナ３を有し、各バーナ３による燃焼と排気とを交互に行うよう構成されている。各バーナ３は、加熱炉１内に配置した被加熱物２を加熱するよう構成されていると共に、加熱炉１の内壁１１と被加熱物２との間に形成された環状燃焼空間１３に向けて火炎Ｍを発生させるよう構成されている。
【００２２】
上記各バーナ３は、燃料ガスＦを噴出させるガスノズル４１と、燃焼用空気Ａを噴出させる燃焼用空気ノズル５１とを有していると共に、上記ガスノズル４１と上記燃焼用空気ノズル５１とを上記内壁１１から上記環状燃焼空間１３に向けて配設させてなる。また、本例のガスノズル４１及び燃焼用空気ノズル５１は、内壁１１から環状燃焼空間１３に向けて突出した位置に配設されている。
【００２３】
上記ガスノズル４１と燃焼用空気ノズル５１とは、燃料ガスＦの噴出方向と燃焼用空気Ａの噴出方向とを互いに交錯させるよう配設してある。また、ガスノズル４１は、燃焼用空気ノズル５１よりも被加熱物２に近い位置に配設してあり、ガスノズル４１におけるガス噴出口４１１が燃焼用空気ノズル５１に向けて傾斜形成してあることにより、燃料ガスＦの噴出方向を燃焼用空気Ａの噴出方向に交錯させる。
【００２４】
そして、図１、図２に示すごとく、上記加熱炉１は、燃料ガスＦを内壁１１に向けて噴出させることにより、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼による火炎Ｍを、被加熱物２に接触させることなく内壁１１に沿って円弧状に形成するよう構成してある。
また、図３に示すごとく、上記ガスノズル４１の先端部４６の外周には、この先端部４６よりも突出すると共に燃焼用空気ノズル５１の先端部５６よりも突出した隔壁３２が形成されている。
以下に、これを詳説する。
【００２５】
図１、図２に示すごとく、本例のリジェネバーナシステム１０を配設した加熱炉１は、略円形断面形状を有する環状の内壁１１を有しており、上記被加熱物２は略円形断面形状を有している。そして、上記環状燃焼空間１３は、略円環断面形状に形成されており、被加熱物２の全周において、内壁１１と被加熱物２との間に略一定の幅の隙間を形成している。
【００２６】
また、本例のリジェネバーナシステム１０は、２つのバーナ３を有しており、各バーナ３には、燃焼用空気Ａを燃焼用空気ノズル５１に導く燃焼用空気通路５が形成されており、この燃焼用空気通路５には、熱量を蓄えるための蓄熱体５２が配置されている。
また、各バーナ３における燃焼用空気ノズル５１は、各バーナ３における燃焼後に上記環状燃焼空間１３を進んだ燃焼ガスＧ１の流れ方向に対して互いに対向するよう配設してある。
【００２７】
また、図３に示すごとく、各ガスノズル４１は、上記各バーナ３の内部に設けたストレートパイプ（直管）としてのガス管４の先端部４６に形成されている。そして、ガスノズル４１は、ガス管４の軸方向に対して傾斜形成したガス噴出口４１１を有している。
また、各燃焼用空気ノズル５１は、各バーナ３の内部に設けた燃焼用空気通路５の先端部に形成されている。各燃焼用空気ノズル５１は、図４に示すごとく、この燃焼用空気ノズル５１がガスノズル４１と並ぶ並設方向Ｘと直交する方向Ｙに長い縦長形状の空気噴出口５１１を有している。
また、各バーナ３において、各ガス管４と各燃焼用空気通路５とは別々に配設してあり、各バーナ３は、各燃焼用空気ノズル５１に対して上記被加熱物２に近い側に各ガスノズル４１が位置するよう上記加熱炉１に配設してある。
【００２８】
図３、図４に示すごとく、各バーナ３は、セラミックス等の耐火材料からなる耐火ボディ３１内に、ガス管４及び燃焼用空気通路５を配設してなる。また、各ガス管４及び各燃焼用空気通路５は、耐火ボディ３１内において互いに略平行に配設されている。
また、本例の各燃焼用空気ノズル５１は、各燃焼用空気通路５の先端部における通路断面積を傾斜状に絞ることによって形成されている。そして、各燃焼用空気ノズル５１は、各燃焼用空気通路５に略平行な方向に燃焼用空気Ａを噴出させるよう構成されている。
一方、各ガスノズル４１のガス噴出口４１１は、燃焼用空気Ａの噴出方向に交錯する方向に向けて傾斜形成されている。そして、各ガスノズル４１は、燃焼用空気Ａの噴出方向に対して交錯する方向に燃料ガスＦを噴出させるよう構成されている。
【００２９】
また、図４に示すごとく、本例の各ガスノズル４１は、各燃焼用空気ノズル５１に隣接して各バーナ３における１箇所に形成されており、各燃焼用空気ノズル５１の上下方向における略中央部分に隣接して形成されている。これに対し、各ガスノズル４１は、各バーナ３において複数箇所に形成することもでき、例えば、図５に示すごとく、縦長形状の燃焼用空気ノズル５１の縦長方向に沿って並ぶ２箇所に形成することもできる。
【００３０】
また、図１、図２に示すごとく、各バーナ３の燃焼用空気通路５には、それぞれ３方弁５４が接続されており、各燃焼用空気通路５は、各３方弁５４の切換動作によって燃焼用空気Ａの供給通路５５に接続されるか、又は排気ガスＧ２の排気通路５６に接続されるよう構成されている。なお、図示は省略するが、各３方弁５４の代わりに、４方弁を用いることもできる。
【００３１】
図３に示すごとく、上記ガス管４は、燃焼用空気Ａが流れる空気パイプ４３と、この空気パイプ４３内に挿通され、燃料ガスＦと燃焼用空気ＡとのパイロットガスＦ１が流れるパイロットパイプ４４と、このパイロットパイプ４４内に挿通され、燃料ガスＦが流れるガスパイプ４５とを有する３重管構造を有している。
本例のガスノズル４１は、ガスパイプ４５の先端に配設されており、本例のパイロットノズル４２は、空気パイプ４３の先端に形成されている。
【００３２】
また、パイロットパイプ４４の先端は閉塞されており、パイロットパイプ４４の外周には、パイロットガスＦ１を空気パイプ４３内を流れる燃焼用空気Ａに混合させるためのパイロット噴出口４４１が形成されている。そして、本例では、パイロットガスＦ１と燃焼用空気Ａとの混合気がパイロット混合気Ｆ２となり、このパイロット混合気Ｆ２は、空気パイプ４３の先端に形成されたパイロットノズル４２から噴出される。
【００３３】
そして、ガスノズル４１から噴出された燃料ガスＦは、燃焼用空気ノズル５１から噴出された燃焼用空気Ａと混合燃焼してメイン火炎Ｍを形成し、パイロットノズル４２から噴出されたパイロット混合気Ｆ２は、燃焼してガスノズル４１の外周側にパイロット火炎Ｐを形成する。このパイロット火炎Ｐは、ガスノズル４１から噴出された燃料ガスＦと燃焼用空気ノズル５１から噴出された燃焼用空気Ａとの混合気に着火させるために用いることができる。
【００３４】
図３に示すごとく、本例の隔壁３２は、円筒形状を有しており、この隔壁は、ガスノズル４１の先端部４６の全外周を覆っている。また、隔壁３２は、上記耐火ボディ３１の一部を突出させることによって形成されている。そして、隔壁３２は、パイロットノズル４２から形成されたパイロット火炎Ｐの一部を覆うことができ、パイロットノズル４２から形成したパイロット火炎Ｐの保炎を効果的に行うことができる。
【００３５】
以下に、上記加熱炉１に配設したリジェネバーナシステム１０における燃焼動作につき説明すると共にこのリジェネバーナシステム１０による作用効果につき説明する。
なお、以下の第１ガス管４Ａ、第１ガスノズル４１Ａ、第１燃焼用空気通路５Ａ、第１燃焼用空気ノズル５１Ａ及び第１蓄熱体５２Ａは、第１バーナ３Ａ内に形成されているもののことをいい、第２ガス管４Ｂ、第２ガスノズル４１Ｂ、第２燃焼用空気通路５Ｂ、第２燃焼用空気ノズル５１Ｂ及び第２蓄熱体５２Ｂは、第２バーナ３Ｂ内に形成されているもののことをいう。
【００３６】
図１に示すごとく、第１バーナ３Ａにおいて燃焼を行う際には、第１ガス管４Ａに燃料ガスＦを流入させると共に第１燃焼用空気通路５Ａに燃焼用空気Ａを流入させる。また、第１バーナ３Ａにおいて燃焼を行う際には、第１バーナ３Ａ及び第２バーナ３Ｂに設けた３方弁５４の切換動作により、第１バーナ３Ａの第１燃焼用空気通路５Ａは燃焼用空気Ａの供給通路５５に接続され、第２バーナ３Ｂの第２燃焼用空気通路５Ｂは排気ガスＧ２の排気通路５６に接続されている。
【００３７】
また、各バーナ３において、燃焼及び排気を交互に行うリジェネ燃焼を行う際には、各バーナ３におけるパイロットノズル４２からは、パイロット混合気Ｆ２を常に噴出させておき、各バーナ３においてパイロット火炎Ｐを形成しておく。そして、各バーナ３においては、パイロット火炎Ｐを着火源として燃焼を再開することができる。
【００３８】
そして、図１に示すごとく、第１ガスノズル４１Ａから燃料ガスＦを噴出させると共に第１燃焼用空気ノズル５１Ａから燃焼用空気Ａを噴出させ、これらの混合気は、上記パイロット混合気Ｆ２により形成されたパイロット火炎Ｐにより着火されて燃焼する。
このとき、燃料ガスＦの噴出方向は、内壁１１の方向を向いており、燃焼用空気Ａの噴出方向に交錯している。そして、内壁１１に沿うように燃焼用空気Ａが噴出されると共に、これに交錯するよう内壁１１の方向に向けて燃料ガスＦが噴出される。これにより、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼によるメイン火炎Ｍは、内壁１１に沿った円弧状に形成され、被加熱物２との接触が避けられる。
こうして、本例のメイン火炎Ｍは、内壁１１に沿って円弧状に形成されると共に、被加熱物２との接触が避けられた状態で、内壁１１に沿って被加熱物２の回りを旋回するようにして形成される。
【００３９】
その後、上記燃焼による燃焼ガスＧ１は、被加熱物２を加熱しながら、この被加熱物２の回りを旋回して環状燃焼空間１３を通過する。そして、被加熱物２を加熱した後の排気ガスＧ２は、第２燃焼用空気ノズル５１Ｂから入って第２バーナ３Ｂの第２燃焼用空気通路５Ｂを通過し、排気通路５６から加熱炉１の外部に排気される。このとき、この排気ガスＧ２は、第２燃焼用空気通路５Ｂに配置した第２蓄熱体５２Ｂに熱量を与え、第２蓄熱体５２Ｂは、排気ガスＧ２における排熱を蓄える。こうして、第１バーナ３Ａによる燃焼と第２バーナ３Ｂによる排気とが行われる。
【００４０】
次いで、図２に示すごとく、上記第１バーナ３Ａにおける燃焼が終わると、第２バーナ３Ｂにおいて燃焼を行うために第１バーナ３Ａ及び第２バーナ３Ｂに設けた各３方弁５４の切換動作により、第１バーナ３Ａの第１燃焼用空気通路５Ａは上記排気通路５６に接続され、第２バーナ３Ｂの第２燃焼用空気通路５Ｂは上記供給通路５５に接続される。
【００４１】
そして、同図に示すごとく、上記第２ガス管４Ｂに燃料ガスＦを流入させると共に上記第２燃焼用空気通路５Ｂに燃焼用空気Ａを流入させる。このとき、この燃焼用空気Ａには、第１バーナ３Ａからの排気ガスＧ２による排熱を蓄えた第２蓄熱体５２Ｂにおける熱量が与えられる。そのため、第２バーナ３Ｂにおいて燃焼を行う際には、第２蓄熱体５２Ｂにおける熱量を利用して燃焼を行うことができ、第１バーナ３Ａの排気ガスＧ２における排熱を回収することができる。
【００４２】
その後、第２バーナ３Ｂにおいても、第１バーナ３Ａと同様に燃焼が行われ、燃焼によるメイン火炎Ｍが、内壁１１に沿って円弧状に形成される。また、第２バーナ３Ｂによる燃焼ガスＧ１が被加熱物２を加熱しながら環状燃焼空間１３を通過し、被加熱物２を加熱した後の排気ガスＧ２が第１燃焼用空気ノズル５１Ａから入って第１バーナ３Ａの第１燃焼用空気通路５Ａを通過して、上記排気通路５６から加熱炉１の外部に排気される。そして、このときには、第１バーナ３Ａにおける第１蓄熱体５２Ａに排気ガスＧ２における排熱が蓄えられる。
次いで、第１バーナ３Ａにおいて燃焼が行われる際には、第１蓄熱体５２Ａにおける排熱を回収して燃焼が行われる。そして、以降は、同様にして、各バーナ３において交互に燃焼と排気とが繰り返される。
【００４３】
本例のリジェネバーナシステム１０においては、上記のごとく、燃料ガスＦと燃焼用空気Ａとの燃焼によるメイン火炎Ｍは、内壁１１に沿った円弧状に形成され、被加熱物２との接触が避けられる。そのため、上記リジェネバーナシステム１０によれば、被加熱物２の一部をメイン火炎Ｍにより局所的に加熱してしまうことがなく、局所的な加熱により被加熱物２が悪影響を受けることを防止することができる。
【００４４】
また、上記燃焼によるメイン火炎Ｍは、内壁１１に沿った円弧状に形成されることにより、被加熱物２より離れた方向に向けられる。そのため、リジェネバーナシステム１０は、被加熱物２と内壁１１との間の距離が小さくなるよう狭く形成した上記環状燃焼空間１３を有する加熱炉１に対して使用した場合でも、メイン火炎Ｍが被加熱物２に接触することを防止することができる。
【００４５】
それ故、上記リジェネバーナシステム１０は、被加熱物２を局所的に加熱してしまうことを防止できると共に、コンパクトな加熱炉１に使用することができる。そして、上記リジェネバーナシステム１０は、設置スペースが限られている状況下で用いる加熱炉１に対しても、使用が可能となる。
また、上記のごとく、リジェネバーナシステム１０を環状燃焼空間１３が狭い加熱炉１に使用することにより、各バーナ３による燃焼ガスを充満させる空間の体積が小さくなる。そのため、上記リジェネバーナシステム１０によれば、加熱炉１の熱効率を向上させることもできる。
【００４６】
また、本例においては、各バーナ３において、排気ガスＧ２の排気を行う際には、上記耐火ボディ３１の一部を突出させて形成した隔壁３２により、パイロットノズル４２から噴出させたパイロット混合気Ｆ２が燃焼に使われずに、直接燃焼用空気ノズル５１に排気されてしまうことを防止することができる。
すなわち、排気ガスＧ２がバーナ３の燃焼用空気ノズル５１に向けて排気される際には、この排気ガスＧ２は、バーナ３の先端側表面に衝突するようにして、燃焼用空気ノズル５１から排気されることになる。このとき、排気ガスＧ２が直接パイロットノズル４２に向けて流れると、パイロットノズル４２から噴出されたパイロット混合気Ｆ２は、排気ガスＧ２の流れの影響を受けることになる。
【００４７】
これに対し、本例においては、ガスノズル４１の先端部４６の全外周に形成された隔壁３２により、パイロットノズル４２から噴出されたパイロット混合気Ｆ２が排気ガスＧ２の流れに引き寄せられて、排気ガスＧ２と共に燃焼用空気ノズル５１から排気されてしまうことを防止することができる。
それ故、本例においては、パイロット火炎Ｐを安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例における、第１バーナにおいて燃焼を行うと共に第２バーナにおいて排気を行っている状態のリジェネバーナシステムを示す断面説明図。
【図２】実施例における、第２バーナにおいて燃焼を行うと共に第１バーナにおいて排気を行っている状態のリジェネバーナシステムを示す断面説明図。
【図３】実施例における、バーナの要部を拡大して示す断面説明図。
【図４】実施例における、バーナを示す斜視図。
【図５】実施例における、他のバーナを示す斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
１ 加熱炉
１０ リジェネバーナシステム
１１ 内壁
１３ 環状燃焼空間
２ 被加熱物
３ バーナ
３１ 耐火ボディ
３２ 隔壁
４ ガス管
４１ ガスノズル
４２ パイロットノズル
５ 燃焼用空気通路
５１ 燃焼用空気ノズル
５２ 蓄熱体
Ｆ 燃料ガス
Ｆ１ パイロットガス
Ｆ２ パイロット混合気
Ａ 燃焼用空気
Ｇ１ 燃焼ガス
Ｇ２ 排気ガス
Ｍ メイン火炎
Ｐ パイロット火炎
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバーナを有し、各バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムにおいて、
上記各バーナは、加熱炉内に配置した被加熱物を加熱するよう構成されていると共に、上記加熱炉の内壁と上記被加熱物との間に形成された燃焼空間に向けて火炎を発生させるよう構成されており、
かつ上記各バーナは、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に、上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記環状燃焼空間に向けて配設してなり、
上記ガスノズルは、上記燃焼用空気ノズルよりも上記被加熱物に近い位置に配設すると共に、上記燃料ガスの噴出方向を上記燃焼用空気の噴出方向に交錯させるよう配設してあり、
上記燃料ガスを上記内壁に向けて噴出させることにより、上記燃料ガスと上記燃焼用空気との燃焼による火炎を、上記被加熱物に接触させることなく形成するよう構成してあることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項２】
複数のバーナを有し、各バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムにおいて、
上記各バーナは、加熱炉内に配置した被加熱物を加熱するよう構成されていると共に、上記加熱炉の内壁と上記被加熱物との間に形成された燃焼空間に向けて火炎を発生させるよう構成されており、
かつ上記各バーナは、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に、上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記燃焼空間に向けて配設してなり、
上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとは、上記燃料ガスの噴出方向と上記燃焼用空気の噴出方向とを互いに交錯させるよう配設してあり、
上記ガスノズルの先端部の外周には、該先端部よりも突出すると共に上記燃焼用空気ノズルの先端部よりも突出した隔壁が形成されていることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項３】
請求項２において、上記隔壁は、円筒形状を有しており、上記ガスノズルの先端部の全外周を覆っていることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記ガスノズルは、燃料ガスを通過させるストレートパイプの先端部において、該ストレートパイプの軸方向に傾斜して形成したガス噴出口を有していることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記燃焼用空気ノズルは、該燃焼用空気ノズルが上記ガスノズルと並ぶ並設方向と直交する方向に長い縦長形状の空気噴出口を有していることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項１】
複数のバーナを有し、各バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムにおいて、
上記各バーナは、加熱炉内に配置した被加熱物を加熱するよう構成されていると共に、上記加熱炉の内壁と上記被加熱物との間に形成された燃焼空間に向けて火炎を発生させるよう構成されており、
かつ上記各バーナは、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に、上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記環状燃焼空間に向けて配設してなり、
上記ガスノズルは、上記燃焼用空気ノズルよりも上記被加熱物に近い位置に配設すると共に、上記燃料ガスの噴出方向を上記燃焼用空気の噴出方向に交錯させるよう配設してあり、
上記燃料ガスを上記内壁に向けて噴出させることにより、上記燃料ガスと上記燃焼用空気との燃焼による火炎を、上記被加熱物に接触させることなく形成するよう構成してあることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項２】
複数のバーナを有し、各バーナによる燃焼と排気とを交互に行うよう構成したリジェネバーナシステムにおいて、
上記各バーナは、加熱炉内に配置した被加熱物を加熱するよう構成されていると共に、上記加熱炉の内壁と上記被加熱物との間に形成された燃焼空間に向けて火炎を発生させるよう構成されており、
かつ上記各バーナは、燃料ガスを噴出させるガスノズルと、燃焼用空気を噴出させる燃焼用空気ノズルとを有していると共に、上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとを上記内壁から上記燃焼空間に向けて配設してなり、
上記ガスノズルと上記燃焼用空気ノズルとは、上記燃料ガスの噴出方向と上記燃焼用空気の噴出方向とを互いに交錯させるよう配設してあり、
上記ガスノズルの先端部の外周には、該先端部よりも突出すると共に上記燃焼用空気ノズルの先端部よりも突出した隔壁が形成されていることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項３】
請求項２において、上記隔壁は、円筒形状を有しており、上記ガスノズルの先端部の全外周を覆っていることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記ガスノズルは、燃料ガスを通過させるストレートパイプの先端部において、該ストレートパイプの軸方向に傾斜して形成したガス噴出口を有していることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記燃焼用空気ノズルは、該燃焼用空気ノズルが上記ガスノズルと並ぶ並設方向と直交する方向に長い縦長形状の空気噴出口を有していることを特徴とするリジェネバーナシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２５０４２９（Ｐ２００６−２５０４２９Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６７３６７（Ｐ２００５−６７３６７）
【出願日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【出願人】（０００１４０３６２）株式会社横井機械工作所 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【出願人】（０００１４０３６２）株式会社横井機械工作所 (9)
【Ｆターム（参考）】
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