加熱炉用の燃焼装置
【課題】オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に図ることが可能となる加熱炉用の燃焼装置を提供する。
【解決手段】燃料噴出体Ｂにおける先端側でかつ炉内に対向する周壁部分に、ガス燃料流路２０から供給されるガス燃料を炉内側に向けて噴出する複数の噴出孔９ａを酸素含有ガス供給路における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズル９を設け、ガス燃料噴出ノズル９が、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成して、火炎形成範囲が供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成する。
【解決手段】燃料噴出体Ｂにおける先端側でかつ炉内に対向する周壁部分に、ガス燃料流路２０から供給されるガス燃料を炉内側に向けて噴出する複数の噴出孔９ａを酸素含有ガス供給路における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズル９を設け、ガス燃料噴出ノズル９が、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成して、火炎形成範囲が供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路を内部に備えた上下方向に沿う姿勢で長尺状の燃料噴出体が、加熱炉側壁部の供給口を通して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内に突入させる状態で設けられ、前記燃料噴出体における先端側でかつ炉内に対向する周壁部分に、前記ガス燃焼流路から供給されるガス燃料を炉内側に向けて噴出する複数の噴出孔を前記酸素含有ガス供給路における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズルが設けられて、火炎形成範囲が前記供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成さ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、酸素含有ガス供給路内に突入させる状態に燃料噴出体を設け、その燃料噴出体のガス燃料噴出ノズルからガス燃料を炉内側に向けて噴出させて、火炎形成範囲が供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成されており、例えば、ガラス原料を溶解させる溶解層の上方に扇形状の火炎を形成して、溶解槽を加熱するものである。
そして、このような加熱炉用の燃焼装置において、従来では、ガス燃料噴出ノズルが、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側と他方側とに同じように拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４６１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、低ＣＯ２化を図る等のために、オイル燃料噴出ノズルを備えた燃料噴出体にてオイル燃料を炉内側に向けて噴出させるオイル式の加熱炉用の燃焼装置を、ガス燃料噴出ノズルを備えた燃料噴出体にてガス燃料を炉内側に向けて噴出させるガス式の加熱炉用の燃焼装置に変更する場合があり、このようにオイル式の加熱炉用の燃焼装置をガス式の加熱炉用燃焼装置に変更する際には、酸素含有ガス供給路の底壁部には、オイル式用の燃料噴出体を突入させるための孔が形成されているので、この孔を利用してガス式用の燃料噴出体を設けることになる。
【０００５】
つまり、オイル式の加熱炉用の燃焼装置において、酸素含有ガス供給路に対して、燃料噴出体を給路横幅方向の中央位置よりも一方側に偏った位置と他方側に偏った位置との夫々に設けていた場合には、酸素含有ガス供給路の底壁部には、オイル式用の燃料噴出体を突入させるための孔が２箇所形成されているので、ガス式の加熱炉用の燃焼装置に変更する際には、２箇所に形成された孔の夫々に、ガス燃料噴出ノズルを備えた燃料噴出体を設け、図１９に示すように、それら２本の燃料噴出体の夫々からガス燃料を噴出させるようして、ガス式の加熱炉用の燃焼装置に変更させていた。
ちなみに、２本の燃料噴出体の夫々からガス燃料を噴出させるようしたガス式の加熱炉用の燃焼装置では、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置よりも一方側と他方側との夫々に、火炎形成範囲が供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎が形成される。
【０００６】
ところで、加熱炉用の燃焼装置においては、加熱対象物の加熱のために適正長さの火炎を形成しながらも、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を向上させることが望まれるものであるが、従来の加熱炉用の燃焼装置は、上述の如く、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に向上し難いことがあり、改良が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に図ることが可能となる加熱炉用の燃焼装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置は、基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路を内部に備えた上下方向に沿う姿勢で長尺状の燃料噴出体が、加熱炉側壁部の供給口を通して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内に突入させる状態で設けられ、前記燃料噴出体における先端側でかつ炉内に対向する周壁部分に、前記ガス燃料流路から供給されるガス燃料を炉内側に向けて噴出する複数の噴出孔を前記酸素含有ガス供給路における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズルが設けられて、火炎形成範囲が前記供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成されたものであって、その第１特徴構成は、
前記ガス燃料噴出ノズルが、前記火炎形成範囲が前記供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するように燃料を噴出する状態に構成されている点にある。
【０００９】
すなわち、ガス燃料噴出ノズルが、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成されているから、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる扇形状となる火炎を形成することができる。
そして、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、例えば、燃料噴出体を、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置よりもいずれか一方に偏った位置に設けるようにすれば、その燃料噴出体にて、燃料噴出体を設けていない側を一方側、燃料噴出体を設けた側を他方側として、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側より大きく拡がる状態となる火炎を形成することにより、酸素含有ガス供給路に対して適切な火炎を形成することができる。
このように、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置から一方側に偏った位置に燃料噴出体を１本設けた場合において、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置の両側の夫々に燃料噴出体を設けた場合に比べて、２本の燃料噴出体に分けて供給するガス燃料を１本の燃料噴出体に集約して供給することができるため、火炎の幅広化が可能となり、また、火炎長を同じ長さとしながらも、ガス燃料の噴出速度を遅くすることができるため、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に図ることが可能となる。
説明を加えると、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置から一方側に偏った位置に燃料噴出体を１本設けた場合では、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置の両側の夫々に燃料噴出体を設けた場合に比べて、図１８に示すように、火炎長を同じ長さとし、且つ、図１４、図１６及び図１７に示すように、火炎の幅広化により同様の温度分布としながらも、ガス燃料の噴出速度を遅くすることにより緩慢燃焼が図られるため、図１５に示すように、煙道の温度を低下させて高効率化を図ることができ、また、図１９に示すように、ＮＯの排出量を減らして燃焼ガスのクリーン化を図ることができるものであることが、実験結果からも判明した。尚、この実験の内容については後述する。
【００１０】
よって、ガス燃料噴出ノズルが、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成されているから、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置から一方側に偏った位置に燃料噴出体を１本設けるようにすることにより、酸素含有ガス供給路に対して適切な火炎を形成しながらも、つまり、加熱対象物の加熱のために適正長さの火炎を形成しながらも、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を図ることが可能となる。
従って、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に図ることが可能となる加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【００１１】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第２特徴構成は、第１特徴構成において、前記ガス燃料噴出ノズルにおける複数の噴出孔が、放射状に形成されている点にある。
【００１２】
すなわち、ガス燃料噴出ノズルにおける複数の噴出孔が、放射状に形成されているから、ガス燃料を炉内側に向けて火炎形成範囲の全体に亘って噴出させることができるため、火炎形成範囲の全体に亘って均一な状態で燃焼する火炎を形成し易い。
従って、火炎形成範囲の全体に亘って均一な状態で燃焼する火炎を形成し易い加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【００１３】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第３特徴構成は、第２特徴構成において、前記ガス燃料噴出ノズルが、外周面及び内周面の夫々を同心の円弧状とする円弧状体に形成されている点にある。
【００１４】
すなわち、ガス燃料噴出ノズルが、外周面及び内周面の夫々を同心の円弧状とする円弧状体に形成されているから、ガス燃料噴出ノズルを、燃料噴出体の外周面からの突出量を極力少なくするように又は燃料噴出体の外周面から突出しないようにして、ガス燃料噴出ノズルの過熱を防止してガス燃料噴出ノズルの耐久性を向上させることが可能となり、また、複数の噴出孔の長さの均等化により、噴出孔の抵抗の均一化を図れるため、火炎形成範囲の全体に亘って一層均一な状態で燃焼させ易いものとなる。
従って、ガス燃料ノズルの耐久性を向上させ且つ火炎形成範囲の全体に亘って一層均一な状態で燃焼させ易い加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【００１５】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第４特徴構成は、第３特徴構成において、前記ガス燃料噴出ノズルが、前記燃料噴出体に対して左右対称となる状態で装着され、前記複数の噴出孔が、前記燃料噴出体の前記供給路横幅方向における中央位置よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成されている点にある。
【００１６】
すなわち、ガス燃料噴出ノズルが、燃料噴出体に対して左右対称となる状態で装着され、このように装着されたガス燃料噴出ノズルの複数の噴出孔が、燃料噴出体の供給路横幅方向における中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成されているから、ガス燃料噴出ノズルを、火炎形成方向が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出するように構成することができる。
つまり、一般的に、燃料噴射体は、ガス燃料噴射ノズルを左右対称となる状態で装着するように構成されているから、複数の噴出孔を、燃料噴出体の供給路横幅方向における中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成することにより、ガス燃料噴出ノズルを、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成することができる。
従って、オイル式の加熱炉用の燃焼装置を変更して用いる場合等において、そのオイル式の加熱炉用の燃焼装置の取付構成を利用しながら、ガス燃料噴出ノズルを備えた燃料噴出体を取り付けることが可能となって一層便利に使用できる加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【００１７】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第５特徴構成は、第１〜第４特徴構成のいずれか１つにおいて、前記燃料噴出体が、前記酸素含有ガス供給路に対して、前記供給路横幅方向の中央位置よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けられている点にある。
【００１８】
すなわち、燃料噴出体が、酸素含有ガス供給路に対して、供給路横幅方向の中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けられているから、火炎形成範囲が供給路横幅方向の酸素含有ガス供給路の中央位置側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成することができるため、酸素含有ガス供給路に対して適した火炎を形成することができる。
従って、オイル式の加熱炉用の燃焼装置を変更して用いる場合等において、酸素含有ガス供給路に対して適した火炎を形成することができる加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明を加熱炉用の燃焼装置の一例であるガラス溶解炉用の燃焼装置に適用した場合の実施形態を説明する。
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の溶解炉側壁部としての左右の炉壁４夫々の上部に、４つの空気口（所謂ポートであり、供給口に相当する）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。
尚、空気供給路６は、左右の炉壁４の空気口５を通して炉内７に燃焼用空気を燃焼用酸素含有ガスとして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。
【００２０】
次に、ガラス溶解炉について説明を加える。
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。
【００２１】
図６にも示すように、ガス燃料Ｇを炉内７側に向けて噴出するガス燃料噴出ノズル９を先端側に備えた横断面形状が円筒状の長尺状の燃料噴出体Ｂを、炉本体１の右側に備えられた４つの空気供給路６と左側に備えられた４つの空気供給路６との夫々に対して、その内部に下方側から上方に向かって突入する状態で設けて、所謂スルーポート式に構成してある。
【００２２】
左側の燃料噴出体Ｂと右側の燃料噴出体Ｂとは、一定時間（例えば、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、また、ガス燃料Ｇを噴出している燃料噴出体Ｂ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、右側の燃料噴出体Ｂ及び左側の燃料噴出体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。
【００２３】
燃料噴出体Ｂのガス燃料噴出ノズル９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を噴出している燃料噴出体Ｂ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、高輝度の火炎（輝炎）Ｆが形成され、その火炎Ｆ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、火炎Ｆ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。
【００２４】
以下、図１ないし図４に基づいて、燃焼装置について説明を加える。
燃料噴出体Ｂは、基端側から先端側に向けてガス燃料Ｇを通流させるガス燃料流路２０を内部に備えた長尺状に形成してあり、先端側を空気供給路６内に突入させる状態で設けてある。
そして、前記燃料噴出体Ｂにおける先端側でかつ炉内７に対向する周壁部分に、前記ガス燃料流路２０から供給されるガス燃料Ｇを炉内７側に向けて噴出する複数の噴出孔９ａを前記空気供給路６における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズル９を設けて、火炎形成範囲を前記供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎Ｆを形成するように構成してある。
【００２５】
前記燃料噴出体Ｂを、前記空気供給路６に対して、前記供給路横幅方向の中央位置よりも前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けてある。
具体的には、ガラス原料の移送方向Ｔに沿って並ぶ４つの空気供給路６のうち、投入口４ｉ側から１つ目と３つ目の空気供給路６には、空気供給路６に対して供給路横幅方向の中央位置よりも投入口４ｉ側に偏った位置に燃料噴出体Ｂを１本設け、これら１つ目と３つ目の空気供給路６における燃料噴出体Ｂに設けられたガス燃料噴出ノズル９を、取り出し口４ｅ側を一方側とし、投入口４ｉ側を他方側として、火炎形成範囲が上述の如く供給路横幅方向に拡がる扇形状で且つ供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎Ｆを形成するようにガス燃料Ｇを噴出する状態に構成してある。
また、投入口４ｉ側から２つめと４つめの空気供給路６には、空気供給路６に対して供給路横幅方向の中央位置よりも取り出し口４ｅ側に偏った位置に燃料噴出体Ｂを１本設け、これら２つ目と４つ目の空気供給路６における燃料噴出体Ｂに設けられたガス燃料噴出ノズル９を、投入口４ｉ側を一方側とし、取り出し口４ｅ側を他方側として、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料Ｇを噴出する状態に構成してある。
【００２６】
換言すると、投入口４ｉや取り出し口４ｅを形成する炉壁４と隣接する空気供給路６（１つ目と４つ目の空気供給路６）には、燃料噴出体Ｂを空気供給路６に対して供給路横幅方向の中央位置よりも隣接する炉壁４側に偏った位置に設け、これら炉壁４と隣接する空気供給路６における燃料噴出体Ｂに設けられたガス燃料噴出ノズル９を、隣接する炉壁４から離れる側を一方側とし、隣接する炉壁４側を他方側として、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎Ｆを形成するようにガス燃料Ｇを噴出する状態に構成してある。
【００２７】
ガス燃料噴出ノズル９は、燃料噴出体Ｂの側周壁の先端側に形成したノズル嵌め込み用開口１０に嵌め込み状態で装着してあり、ガス燃料流路２０から供給されるガス燃料Ｇを噴出する噴出孔９ａを、ノズル嵌め込み用開口１０より露出するガス燃料噴出側の前面９ｃと燃料噴出体Ｂの内部に位置する内面における後面９ｄとの間に亘る状態で形成してある。
【００２８】
次に、燃料噴出体Ｂについて説明を加えるが、左側の４つの空気供給路６のうちの最も投入口４ｉ側の空気供給路６に設けた燃料噴出体Ｂとその他の燃料噴出体Ｂとは、同じ又は左右勝手違いに構成されているものであるため、左側の４つの空気供給路６のうちの最も投入口４ｉ側の空気供給路６に設けた燃料噴出体Ｂについて説明を加え、その他の燃料噴出体Ｂの説明は省略する。
【００２９】
図１ないし図４に示すように、燃料噴出体Ｂは、それぞれ横断面形状が円筒状の外筒体１１とこれより短い内筒体１２とを略同軸芯状に配置して、外筒体１１及び内筒体１２の基端部を、底板１３にて閉塞し、内筒体１２の先端は外筒体１１の先端よりも引退させて、その外筒体１１の先端部を半球形状のキャップ１４にて閉塞して構成してある。つまり、横断面形状が円筒状の燃料噴出体Ｂの周壁部分は、外筒体１１及び内筒体１２から構成されている。
【００３０】
そして、燃料噴出体Ｂの先端側において、内筒体１２の上端箇所に周方向における略半分にわたる切り欠きを形成し、外筒体１１の上端から間隔を隔てた箇所に周方向における略半分にわたる切り欠きを形成して、その切り欠き部分における外筒体１１と内筒体１２との間を、その切り欠き部分の上部に位置する上部閉じ板１５、切り欠き部分の下部に位置する下部閉じ板１６、切り欠き部分の左右両側に夫々位置する一対の側方閉じ板１７により閉じることにより、燃料噴出体Ｂの側周壁の先端側に略半周にわたって凹入する凹入部を形成して、その凹入部をノズル嵌め込み用開口１０としてある。
【００３１】
前記上部閉じ板１５は、外径が内筒体１２の外径と略同一の円状部と内径が内筒体１２の外形と略同一で且つ外径が外筒体１１の外径と略同一の円弧状部を備えた形状に形成して、燃料噴出体Ｂの径方向に沿う姿勢で設けた上部閉じ板１５により、内筒体１２の上端開口の全体、及び、前記切り欠き部分における上部部分の内筒体１２と外筒体１１との間を閉塞してある。
前記下部閉じ板１６は、内径が内筒体１２の外形と略同一で且つ外径が外筒体１１の外径と略同一の円弧状に形成して、燃料噴出体Ｂの径方向に沿う姿勢で設けた下部閉じ板１６により、前記切り欠き部分における下部部分の内筒体１２と外筒体１１との間を閉塞してある。
前記側方閉じ板１７は、長方形状に形成して、燃料噴出体Ｂの長手方向に沿う姿勢で設けた一対の側方閉じ板１７により、前記切り欠き部分における左右夫々の側の部分の内筒体１２と外筒体１１との間を閉塞してある。
【００３２】
更に、左右夫々の側方閉じ板１７の炉内７側に向く板面には、燃料噴出体Ｂの長手方向に沿う姿勢のノズル装着用柱１８を取り付けてあり、各ノズル装着用柱１８には、横幅方向に貫通するようにネジ挿通孔１８ｂを形成してある。
【００３３】
そして、前記上部閉じ板１５、前記下部閉じ板１６及び前記一対のノズル装着用柱１８によりノズル９の装着部Ｂｎ（以下、ノズル装着部と記載する場合がある）を構成してある。
【００３４】
図３及び図４に示すように、内筒体１２の内部を、基端側から先端側に向けてガス燃料Ｇを通流させるガス燃料流路２０とし、底板１３に燃料流路２０に連通する状態でガス燃料供給管１９を接続して、このガス燃料供給管１９を通してガス燃料Ｇが燃料流路２０に供給されるように構成してある。
【００３５】
又、外筒体１１と内筒体１２との間に形成された閉塞空間を、冷却水を通流させる冷却ジャケット２１とし、外筒体１１の下部に冷却ジャケット２１に連通する状態で冷却水供給管２２を接続して、この冷却水供給管２２を通して冷却水が冷却ジャケット２１に供給され、また、キャップ１４の上端部に冷却ジャケット２１に連通する状態で冷却水排水管２３を接続して、この冷却水排水管２３を通して冷却ジャケット２１の冷却水が排出されるように構成してある。
【００３６】
図１ないし図４に示すように、ガス燃料噴出ノズル９をノズル嵌め込み用開口１０に挿入して、前記ガス燃料流路２０のガス燃料通流方向において上手側に位置する下面９ｆの前記前面９ｃ側に隣接する部分を前記下部閉じ板１６に接触させ、前記ガス燃料通流方向において下手側に位置する上面９ｅを前記上部閉じ板１５に接触させ、前記燃料噴出体Ｂの長手方向視にて両端側に位置する両端側部分夫々を各ノズル装着用柱１８に接触させた状態で、燃料噴出体Ｂに嵌め込み状態で装着するように構成してある。
更に、各ノズル装着用柱１８のネジ挿通孔１８ｂに外れ止め用ネジ２５を挿通してガス燃料噴出ノズル９の取付板２４に螺入することにより、ガス燃料噴出ノズル９の外れを止めるように構成してある。
【００３７】
ガス燃料噴出ノズル９は、外周面９ｃ及び内周面９ｄ等で形成される外形が前記燃料噴出体Ｂに対して左右対称となる状態で装着されて、前記火炎形成範囲が前記供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎Ｆを形成するようにガス燃料Ｇを噴出する状態に構成してある。
ちなみに、上述の如くガス燃料噴出ノズル９が燃料噴出体Ｂに装着されることにより、ガス燃料噴出ノズル９は、その外周面９ｃの周方向の中心箇所が空気口５と対向している。また、ガス燃料噴出ノズル９が燃料噴出体Ｂに対して左右対称となる状態とは、ガス燃料噴出ノズル９が供給路横幅方向に対称となる状態である。
【００３８】
次に、図１ないし図４に基づいて、前記ガス燃料噴出ノズル９について説明を加える。
ガス燃料噴出ノズル９は、燃料噴出体Ｂの長手方向視にて、ガス燃料噴出ノズル９の外周面９ｃを外筒体１１の外形（燃料噴出体Ｂの外周面）に沿う円弧状に形成し、ガス燃料噴出ノズル９の内周面９ｄを内筒体１２の外形（燃料噴出体の内周面）に沿う円弧状に形成して、外周面９ｃ及び内周面９ｄを同心の円弧状とする円弧状体に形成してある。
また、ガス燃料噴出ノズル９は、燃料噴出体Ｂの長手方向に並ぶ上面９ｅ及び下面９ｆを互いに平行で且つ前記外周面９ｃに直交する平面状に形成してあり、周方向の両端部夫々には、取付板２４をガス燃料噴出ノズル９の内周面９ｄから炉内７側とは反対側に延びる状態で突設してある。
ちなみに、ガス燃料噴出ノズル９は、その外周面９ｃを燃料噴出体Ｂの周方向の略半周にわたる円弧状体としてある。
【００３９】
図５に示すように、前記複数の噴出孔９ａとしての５個の噴出孔９ａを、前記燃料噴出体Ｂの前記供給路横幅方向における中央位置（ガス燃料噴出ノズル９の横幅方向における中央位置）よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成してある。
具体的には、ガス燃料噴出ノズル９には、燃料噴出体Ｂの周方向に並ぶ状態で５個の噴出孔９ａが放射状に形成されており、これら５個の噴出孔９ａを、燃料噴出体Ｂの平面視にて、時計回りの順に第１〜第５の噴出孔９ａとして、第４の噴出孔との広がり角度が、第５の噴出孔は１５°、第３の噴出孔は１８．３３°、第２の噴出孔は３６．６６°、第１の噴出孔は５５°として、燃料噴出体Ｂの供給路横幅方向における中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成してある。
また、上述の放射状に形成される５個の噴出孔９ａは、燃料噴出体Ｂの長手方向に２列形成してあり、ガス燃料噴出ノズル９には計１０個の噴出孔９ａを形成してある。
【００４０】
ちなみに、第４の噴出孔９ａは、ガス燃料噴出ノズル９における横幅方向の中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った箇所に形成されており、燃料噴出体の平面視にて、空気供給路６の長手方向に沿った姿勢に形成してある。
また、第１〜第３の噴出孔９ａ、及び、第５の噴出孔９ａは、燃料噴出体９の平面視にて、空気供給路６の長手方向に対して傾いた姿勢に形成されており、第１〜第３の噴出孔９ａは、外周面９ｃ側の開口が内周面９ｄ側の開口よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側に偏った箇所となる姿勢に形成してあり、第５の噴出孔９ａは、外周面９ｃ側の開口が内周面９ｄ側の開口よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った箇所となる姿勢に形成してある。
尚、第３の噴出孔９ａを、ガス燃料噴出ノズル９における横幅方向の中央位置に形成してある。また、第１の噴出孔９ａと第２の噴出孔９ａとは、内周面９ｄ側の端部において互いに連通させてある。
【００４１】
燃料噴出体Ｂの径方向に沿う径方向視にて、各噴出孔９ａの噴出方向は燃料噴出体Ｂの軸心に直交する方向になるように構成してある。
又、複数の噴出孔９ａの夫々は、孔の長さが孔の直径の２倍以上になるように形成してある。
【００４２】
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。
図１１〜図１３に示すように、検証試験においては、上述した従来のように供給路横幅方向の中央位置の両側の夫々に燃料噴出体Ｂを設けた場合（２本燃焼と称する）と、上記実施の形態のように供給路横幅方向の中央位置から一方側に偏った位置に燃料噴出体Ｂを１本設けた場合（１本燃焼と称する）とを比較した。
検証試験に用いたテスト炉の寸法（外寸）は、燃料噴出体Ｂから噴出されるガス燃料の噴出方向に沿う縦幅が８．８ｍ、横幅が１．８ｍ、高さが１．５ｍである。燃焼装置の燃焼量は９００ｋＷ、予熱された後の燃焼用空気の温度は１０００°Ｃ、燃焼ガス中の酸素濃度は約２．５％、床面より１．５ｍ地点の炉圧は５Ｐａ前後、火炎の長さは３ｍ前後（図１７参照）である。
また、詳細な図示は省略するが、１本燃焼及び２本燃焼のガス燃料噴出ノズルには、５個の噴出孔を放射状に形成し、これら５個の噴出孔を、燃料噴出体Ｂの長手方向に３列形成して、ガス燃料噴出ノズル９には計１５個の噴出孔９ａを形成してある。
そして、１本燃焼の噴出孔の直径を７ｍｍ、火炎幅角度を５０°に設定し、２本燃焼の噴出孔の直径を４ｍｍ、火炎角度を１０°に設定してある。
【００４３】
テスト炉には、天井における横幅方向中央箇所の温度分布を計測するための複数の天井用熱電対３１、床面における横幅方向中央箇所の温度分布を計測するための複数の床面中央用熱電対３２、及び、床面おける横幅方向の中央よりも火炎形成範囲を大きく拡げる側（右側）とは反対側に偏った箇所の温度分布を計測するための複数の床面右側用熱電対３３の夫々を、縦幅方向に沿って設けてある。
また、テスト炉における縦幅方向の空気供給路６が備えられた側とは反対側の天井には、煙道が形成されており、その煙道には、煙道の燃焼ガスを採取する取出口３４を設けてある。
そして、空気供給路６の炉内側の端部から２２５０ｍｍ離れた床面の中央温度が、１０００°Ｃに達してから２８分２４秒経過した後のデータを測定した結果を図１４〜１９に示す。ちなみに、図１４は、天井における横幅方向中央箇所の温度分布を示す図、図１５は、煙道での燃焼ガスの温度を示す図、図１６は、床面における横幅方向中央箇所の温度分布を示す図、図１７は、床面おける横幅方向の中央よりも右側箇所の温度分布を示す図、図１８は、火炎長を示す図、図１９は、燃焼ガスのＮＯ量を示す図である。
【００４４】
図１４、図１６、図１７に示すように、路内温度分布を比較した場合、火炎長の２／３付近（約２ｍ）を境に、１本燃焼と２本燃焼とで顕著な違いが見られる。
つまり、１本燃焼は、２本燃焼に比べて、火炎長の２／３付近（約２ｍ）より空気供給路６側では温度が高く、空気供給路６とは反対側では温度が低くなり、結果として図１５に示すように、煙道での燃焼ガスの温度を約２０°Ｃ低減させることができた。
また、図１９に示すように、ＮＯについては、１本燃焼は、２本燃焼に比べて、１割弱削減することができた。これは、１本燃焼は、２本燃焼に比べて、燃焼ガスと燃焼用空気との混合促進が抑制され、火炎のヒートスポットが低減されているためだと考えられる。
従って、１本燃焼では、２本燃焼に比べて、煙道の燃焼ガスの温度が低減し、ＮＯが削減されるため、環境及び効率の良い加熱炉用の燃焼装置を得ることができる。
【００４５】
〔別実施の形態〕
（１） 上記実施の形態では、ガス燃料噴出ノズル９における複数の噴出孔９ａを、放射状に形成したが、放射状以外に、例えば、第１〜第３の噴出孔９ａを、燃料噴出体Ｂの平面視にて、空気供給路６の長手方向に対して傾けた姿勢に形成し、第４〜第５の噴出孔９ａを、燃料噴出体Ｂの平面視にて、空気供給路６の長手方向に沿った姿勢に形成する等、放射状以外に形成してもよい。
【００４６】
（２） 上記実施の形態では、ガス燃料噴出ノズル９を、外周面９ｃ及び内周面９ｄの夫々を同心の円弧状とする円弧状体に形成したが、外周面９ｃを円弧状に形成し且つ内面（内周面９ｄ）を直線状とする半円状体に形成してもよい
【００４７】
（３） 上記実施の形態では、ガス燃料噴出ノズル９を、燃料噴出体Ｂに対して左右対称となる状態、つまり、外周面９ｃの周方向の中心箇所が炉内７に最も近い状態で装着したが、ガス燃料噴出ノズル９を、その外周面９ｃの周方向の中心箇所から周方向に偏った箇所が炉内７に最も近い状態として、燃料噴出体Ｂに対して左右非対称となる状態で装着してもよい。
この場合、複数の噴出孔９ａを、ガス燃料噴出ノズル９の横幅方向における中央位置を中心とする放射状に形成するとよい。
【００４８】
（４） 上記実施の形態では、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６に対して、供給路横幅方向の中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けたが、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６に対して、供給路横幅方向の中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側に偏った位置に設けてもよく、また、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６に対して、供給路横幅方向の中央位置に設けてもよい。
【００４９】
（５） 上記の実施の形態では、サイドポート式のガラス溶解炉に適用したが、図８及び図９に示すように、所謂エンドポート式のガラス溶解炉の燃焼装置にも適用することができる。
以下、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、上記の実施の形態と同様の燃料噴出体Ｂを上記の実施の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。
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。
【００５０】
（６） 上記実施の形態では、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６の夫々に１本設けたが、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６の夫々に２本以上設けてもよい。
つまり、例えば、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６の夫々に２本設ける場合は、図１０に示すように、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６に対して、供給路横幅方向の中央位置よりも、一方側に偏った位置と他方側に偏った位置との夫々に設ける。
【００５１】
（７） 上記実施の形態では、ガス燃料噴出ノズル９に複数の噴出孔９ａとして５個の噴出孔９ａを備えたが、ガス燃料噴出ノズル９に複数の噴出孔９ａとして２個〜４個の噴出孔９ａを備えてもよく、また、ガス燃料噴出ノズル９に複数の噴出孔９ａとして６個以上の噴出孔９ａを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の要部の分解斜視図
【図２】加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の要部の斜視図
【図３】加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の縦断側面図
【図４】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】加熱炉用の燃焼装置のノズルを示す平面図
【図６】加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス溶解炉の縦断側面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図
【図８】別実施形態に係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９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視図
【図１０】別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１１】テスト炉の縦断側面図
【図１２】燃料噴出体を２本設けたテスト炉の縦断側面図
【図１３】燃料噴出体を１本設けたテスト炉の縦断側面図
【図１４】天井における横幅方向中央箇所の温度分布を示す図
【図１５】煙道での燃焼ガスの温度を示す図
【図１６】床面における横幅方向中央箇所の温度分布を示す図
【図１７】床面おける横幅方向の中央よりも右側箇所の温度分布を示す図
【図１８】火炎長を示す図
【図１９】燃焼ガスのＮＯ量を示す図
【図２０】従来の加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス炉用の横断平面図
【符号の説明】
【００５３】
４ 加熱炉側壁部
５ 供給口
６ 酸素含有ガス供給路
９ ガス燃料噴出ノズル
９ａ 噴出孔
２０ ガス燃料流路
Ｂ 燃料噴出体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路を内部に備えた上下方向に沿う姿勢で長尺状の燃料噴出体が、加熱炉側壁部の供給口を通して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内に突入させる状態で設けられ、前記燃料噴出体における先端側でかつ炉内に対向する周壁部分に、前記ガス燃焼流路から供給されるガス燃料を炉内側に向けて噴出する複数の噴出孔を前記酸素含有ガス供給路における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズルが設けられて、火炎形成範囲が前記供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成さ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、酸素含有ガス供給路内に突入させる状態に燃料噴出体を設け、その燃料噴出体のガス燃料噴出ノズルからガス燃料を炉内側に向けて噴出させて、火炎形成範囲が供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成されており、例えば、ガラス原料を溶解させる溶解層の上方に扇形状の火炎を形成して、溶解槽を加熱するものである。
そして、このような加熱炉用の燃焼装置において、従来では、ガス燃料噴出ノズルが、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側と他方側とに同じように拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４６１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、低ＣＯ２化を図る等のために、オイル燃料噴出ノズルを備えた燃料噴出体にてオイル燃料を炉内側に向けて噴出させるオイル式の加熱炉用の燃焼装置を、ガス燃料噴出ノズルを備えた燃料噴出体にてガス燃料を炉内側に向けて噴出させるガス式の加熱炉用の燃焼装置に変更する場合があり、このようにオイル式の加熱炉用の燃焼装置をガス式の加熱炉用燃焼装置に変更する際には、酸素含有ガス供給路の底壁部には、オイル式用の燃料噴出体を突入させるための孔が形成されているので、この孔を利用してガス式用の燃料噴出体を設けることになる。
【０００５】
つまり、オイル式の加熱炉用の燃焼装置において、酸素含有ガス供給路に対して、燃料噴出体を給路横幅方向の中央位置よりも一方側に偏った位置と他方側に偏った位置との夫々に設けていた場合には、酸素含有ガス供給路の底壁部には、オイル式用の燃料噴出体を突入させるための孔が２箇所形成されているので、ガス式の加熱炉用の燃焼装置に変更する際には、２箇所に形成された孔の夫々に、ガス燃料噴出ノズルを備えた燃料噴出体を設け、図１９に示すように、それら２本の燃料噴出体の夫々からガス燃料を噴出させるようして、ガス式の加熱炉用の燃焼装置に変更させていた。
ちなみに、２本の燃料噴出体の夫々からガス燃料を噴出させるようしたガス式の加熱炉用の燃焼装置では、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置よりも一方側と他方側との夫々に、火炎形成範囲が供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎が形成される。
【０００６】
ところで、加熱炉用の燃焼装置においては、加熱対象物の加熱のために適正長さの火炎を形成しながらも、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を向上させることが望まれるものであるが、従来の加熱炉用の燃焼装置は、上述の如く、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に向上し難いことがあり、改良が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に図ることが可能となる加熱炉用の燃焼装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置は、基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路を内部に備えた上下方向に沿う姿勢で長尺状の燃料噴出体が、加熱炉側壁部の供給口を通して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内に突入させる状態で設けられ、前記燃料噴出体における先端側でかつ炉内に対向する周壁部分に、前記ガス燃料流路から供給されるガス燃料を炉内側に向けて噴出する複数の噴出孔を前記酸素含有ガス供給路における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズルが設けられて、火炎形成範囲が前記供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成されたものであって、その第１特徴構成は、
前記ガス燃料噴出ノズルが、前記火炎形成範囲が前記供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するように燃料を噴出する状態に構成されている点にある。
【０００９】
すなわち、ガス燃料噴出ノズルが、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成されているから、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる扇形状となる火炎を形成することができる。
そして、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、例えば、燃料噴出体を、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置よりもいずれか一方に偏った位置に設けるようにすれば、その燃料噴出体にて、燃料噴出体を設けていない側を一方側、燃料噴出体を設けた側を他方側として、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側より大きく拡がる状態となる火炎を形成することにより、酸素含有ガス供給路に対して適切な火炎を形成することができる。
このように、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置から一方側に偏った位置に燃料噴出体を１本設けた場合において、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置の両側の夫々に燃料噴出体を設けた場合に比べて、２本の燃料噴出体に分けて供給するガス燃料を１本の燃料噴出体に集約して供給することができるため、火炎の幅広化が可能となり、また、火炎長を同じ長さとしながらも、ガス燃料の噴出速度を遅くすることができるため、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に図ることが可能となる。
説明を加えると、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置から一方側に偏った位置に燃料噴出体を１本設けた場合では、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置の両側の夫々に燃料噴出体を設けた場合に比べて、図１８に示すように、火炎長を同じ長さとし、且つ、図１４、図１６及び図１７に示すように、火炎の幅広化により同様の温度分布としながらも、ガス燃料の噴出速度を遅くすることにより緩慢燃焼が図られるため、図１５に示すように、煙道の温度を低下させて高効率化を図ることができ、また、図１９に示すように、ＮＯの排出量を減らして燃焼ガスのクリーン化を図ることができるものであることが、実験結果からも判明した。尚、この実験の内容については後述する。
【００１０】
よって、ガス燃料噴出ノズルが、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成されているから、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、酸素含有ガス供給路の供給路横幅方向の中央位置から一方側に偏った位置に燃料噴出体を１本設けるようにすることにより、酸素含有ガス供給路に対して適切な火炎を形成しながらも、つまり、加熱対象物の加熱のために適正長さの火炎を形成しながらも、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を図ることが可能となる。
従って、オイル式の加熱炉用の燃焼装置の変更に用いる場合等において、燃焼ガスのクリーン化並びに高効率化を的確に図ることが可能となる加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【００１１】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第２特徴構成は、第１特徴構成において、前記ガス燃料噴出ノズルにおける複数の噴出孔が、放射状に形成されている点にある。
【００１２】
すなわち、ガス燃料噴出ノズルにおける複数の噴出孔が、放射状に形成されているから、ガス燃料を炉内側に向けて火炎形成範囲の全体に亘って噴出させることができるため、火炎形成範囲の全体に亘って均一な状態で燃焼する火炎を形成し易い。
従って、火炎形成範囲の全体に亘って均一な状態で燃焼する火炎を形成し易い加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【００１３】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第３特徴構成は、第２特徴構成において、前記ガス燃料噴出ノズルが、外周面及び内周面の夫々を同心の円弧状とする円弧状体に形成されている点にある。
【００１４】
すなわち、ガス燃料噴出ノズルが、外周面及び内周面の夫々を同心の円弧状とする円弧状体に形成されているから、ガス燃料噴出ノズルを、燃料噴出体の外周面からの突出量を極力少なくするように又は燃料噴出体の外周面から突出しないようにして、ガス燃料噴出ノズルの過熱を防止してガス燃料噴出ノズルの耐久性を向上させることが可能となり、また、複数の噴出孔の長さの均等化により、噴出孔の抵抗の均一化を図れるため、火炎形成範囲の全体に亘って一層均一な状態で燃焼させ易いものとなる。
従って、ガス燃料ノズルの耐久性を向上させ且つ火炎形成範囲の全体に亘って一層均一な状態で燃焼させ易い加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【００１５】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第４特徴構成は、第３特徴構成において、前記ガス燃料噴出ノズルが、前記燃料噴出体に対して左右対称となる状態で装着され、前記複数の噴出孔が、前記燃料噴出体の前記供給路横幅方向における中央位置よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成されている点にある。
【００１６】
すなわち、ガス燃料噴出ノズルが、燃料噴出体に対して左右対称となる状態で装着され、このように装着されたガス燃料噴出ノズルの複数の噴出孔が、燃料噴出体の供給路横幅方向における中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成されているから、ガス燃料噴出ノズルを、火炎形成方向が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出するように構成することができる。
つまり、一般的に、燃料噴射体は、ガス燃料噴射ノズルを左右対称となる状態で装着するように構成されているから、複数の噴出孔を、燃料噴出体の供給路横幅方向における中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成することにより、ガス燃料噴出ノズルを、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成することができる。
従って、オイル式の加熱炉用の燃焼装置を変更して用いる場合等において、そのオイル式の加熱炉用の燃焼装置の取付構成を利用しながら、ガス燃料噴出ノズルを備えた燃料噴出体を取り付けることが可能となって一層便利に使用できる加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【００１７】
本発明にかかる加熱炉用の燃焼装置の第５特徴構成は、第１〜第４特徴構成のいずれか１つにおいて、前記燃料噴出体が、前記酸素含有ガス供給路に対して、前記供給路横幅方向の中央位置よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けられている点にある。
【００１８】
すなわち、燃料噴出体が、酸素含有ガス供給路に対して、供給路横幅方向の中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けられているから、火炎形成範囲が供給路横幅方向の酸素含有ガス供給路の中央位置側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成することができるため、酸素含有ガス供給路に対して適した火炎を形成することができる。
従って、オイル式の加熱炉用の燃焼装置を変更して用いる場合等において、酸素含有ガス供給路に対して適した火炎を形成することができる加熱炉用の燃焼装置を提供することができるに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明を加熱炉用の燃焼装置の一例であるガラス溶解炉用の燃焼装置に適用した場合の実施形態を説明する。
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の溶解炉側壁部としての左右の炉壁４夫々の上部に、４つの空気口（所謂ポートであり、供給口に相当する）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。
尚、空気供給路６は、左右の炉壁４の空気口５を通して炉内７に燃焼用空気を燃焼用酸素含有ガスとして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。
【００２０】
次に、ガラス溶解炉について説明を加える。
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。
【００２１】
図６にも示すように、ガス燃料Ｇを炉内７側に向けて噴出するガス燃料噴出ノズル９を先端側に備えた横断面形状が円筒状の長尺状の燃料噴出体Ｂを、炉本体１の右側に備えられた４つの空気供給路６と左側に備えられた４つの空気供給路６との夫々に対して、その内部に下方側から上方に向かって突入する状態で設けて、所謂スルーポート式に構成してある。
【００２２】
左側の燃料噴出体Ｂと右側の燃料噴出体Ｂとは、一定時間（例えば、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、また、ガス燃料Ｇを噴出している燃料噴出体Ｂ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、右側の燃料噴出体Ｂ及び左側の燃料噴出体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。
【００２３】
燃料噴出体Ｂのガス燃料噴出ノズル９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を噴出している燃料噴出体Ｂ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、高輝度の火炎（輝炎）Ｆが形成され、その火炎Ｆ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、火炎Ｆ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。
【００２４】
以下、図１ないし図４に基づいて、燃焼装置について説明を加える。
燃料噴出体Ｂは、基端側から先端側に向けてガス燃料Ｇを通流させるガス燃料流路２０を内部に備えた長尺状に形成してあり、先端側を空気供給路６内に突入させる状態で設けてある。
そして、前記燃料噴出体Ｂにおける先端側でかつ炉内７に対向する周壁部分に、前記ガス燃料流路２０から供給されるガス燃料Ｇを炉内７側に向けて噴出する複数の噴出孔９ａを前記空気供給路６における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズル９を設けて、火炎形成範囲を前記供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎Ｆを形成するように構成してある。
【００２５】
前記燃料噴出体Ｂを、前記空気供給路６に対して、前記供給路横幅方向の中央位置よりも前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けてある。
具体的には、ガラス原料の移送方向Ｔに沿って並ぶ４つの空気供給路６のうち、投入口４ｉ側から１つ目と３つ目の空気供給路６には、空気供給路６に対して供給路横幅方向の中央位置よりも投入口４ｉ側に偏った位置に燃料噴出体Ｂを１本設け、これら１つ目と３つ目の空気供給路６における燃料噴出体Ｂに設けられたガス燃料噴出ノズル９を、取り出し口４ｅ側を一方側とし、投入口４ｉ側を他方側として、火炎形成範囲が上述の如く供給路横幅方向に拡がる扇形状で且つ供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎Ｆを形成するようにガス燃料Ｇを噴出する状態に構成してある。
また、投入口４ｉ側から２つめと４つめの空気供給路６には、空気供給路６に対して供給路横幅方向の中央位置よりも取り出し口４ｅ側に偏った位置に燃料噴出体Ｂを１本設け、これら２つ目と４つ目の空気供給路６における燃料噴出体Ｂに設けられたガス燃料噴出ノズル９を、投入口４ｉ側を一方側とし、取り出し口４ｅ側を他方側として、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料Ｇを噴出する状態に構成してある。
【００２６】
換言すると、投入口４ｉや取り出し口４ｅを形成する炉壁４と隣接する空気供給路６（１つ目と４つ目の空気供給路６）には、燃料噴出体Ｂを空気供給路６に対して供給路横幅方向の中央位置よりも隣接する炉壁４側に偏った位置に設け、これら炉壁４と隣接する空気供給路６における燃料噴出体Ｂに設けられたガス燃料噴出ノズル９を、隣接する炉壁４から離れる側を一方側とし、隣接する炉壁４側を他方側として、火炎形成範囲が供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎Ｆを形成するようにガス燃料Ｇを噴出する状態に構成してある。
【００２７】
ガス燃料噴出ノズル９は、燃料噴出体Ｂの側周壁の先端側に形成したノズル嵌め込み用開口１０に嵌め込み状態で装着してあり、ガス燃料流路２０から供給されるガス燃料Ｇを噴出する噴出孔９ａを、ノズル嵌め込み用開口１０より露出するガス燃料噴出側の前面９ｃと燃料噴出体Ｂの内部に位置する内面における後面９ｄとの間に亘る状態で形成してある。
【００２８】
次に、燃料噴出体Ｂについて説明を加えるが、左側の４つの空気供給路６のうちの最も投入口４ｉ側の空気供給路６に設けた燃料噴出体Ｂとその他の燃料噴出体Ｂとは、同じ又は左右勝手違いに構成されているものであるため、左側の４つの空気供給路６のうちの最も投入口４ｉ側の空気供給路６に設けた燃料噴出体Ｂについて説明を加え、その他の燃料噴出体Ｂの説明は省略する。
【００２９】
図１ないし図４に示すように、燃料噴出体Ｂは、それぞれ横断面形状が円筒状の外筒体１１とこれより短い内筒体１２とを略同軸芯状に配置して、外筒体１１及び内筒体１２の基端部を、底板１３にて閉塞し、内筒体１２の先端は外筒体１１の先端よりも引退させて、その外筒体１１の先端部を半球形状のキャップ１４にて閉塞して構成してある。つまり、横断面形状が円筒状の燃料噴出体Ｂの周壁部分は、外筒体１１及び内筒体１２から構成されている。
【００３０】
そして、燃料噴出体Ｂの先端側において、内筒体１２の上端箇所に周方向における略半分にわたる切り欠きを形成し、外筒体１１の上端から間隔を隔てた箇所に周方向における略半分にわたる切り欠きを形成して、その切り欠き部分における外筒体１１と内筒体１２との間を、その切り欠き部分の上部に位置する上部閉じ板１５、切り欠き部分の下部に位置する下部閉じ板１６、切り欠き部分の左右両側に夫々位置する一対の側方閉じ板１７により閉じることにより、燃料噴出体Ｂの側周壁の先端側に略半周にわたって凹入する凹入部を形成して、その凹入部をノズル嵌め込み用開口１０としてある。
【００３１】
前記上部閉じ板１５は、外径が内筒体１２の外径と略同一の円状部と内径が内筒体１２の外形と略同一で且つ外径が外筒体１１の外径と略同一の円弧状部を備えた形状に形成して、燃料噴出体Ｂの径方向に沿う姿勢で設けた上部閉じ板１５により、内筒体１２の上端開口の全体、及び、前記切り欠き部分における上部部分の内筒体１２と外筒体１１との間を閉塞してある。
前記下部閉じ板１６は、内径が内筒体１２の外形と略同一で且つ外径が外筒体１１の外径と略同一の円弧状に形成して、燃料噴出体Ｂの径方向に沿う姿勢で設けた下部閉じ板１６により、前記切り欠き部分における下部部分の内筒体１２と外筒体１１との間を閉塞してある。
前記側方閉じ板１７は、長方形状に形成して、燃料噴出体Ｂの長手方向に沿う姿勢で設けた一対の側方閉じ板１７により、前記切り欠き部分における左右夫々の側の部分の内筒体１２と外筒体１１との間を閉塞してある。
【００３２】
更に、左右夫々の側方閉じ板１７の炉内７側に向く板面には、燃料噴出体Ｂの長手方向に沿う姿勢のノズル装着用柱１８を取り付けてあり、各ノズル装着用柱１８には、横幅方向に貫通するようにネジ挿通孔１８ｂを形成してある。
【００３３】
そして、前記上部閉じ板１５、前記下部閉じ板１６及び前記一対のノズル装着用柱１８によりノズル９の装着部Ｂｎ（以下、ノズル装着部と記載する場合がある）を構成してある。
【００３４】
図３及び図４に示すように、内筒体１２の内部を、基端側から先端側に向けてガス燃料Ｇを通流させるガス燃料流路２０とし、底板１３に燃料流路２０に連通する状態でガス燃料供給管１９を接続して、このガス燃料供給管１９を通してガス燃料Ｇが燃料流路２０に供給されるように構成してある。
【００３５】
又、外筒体１１と内筒体１２との間に形成された閉塞空間を、冷却水を通流させる冷却ジャケット２１とし、外筒体１１の下部に冷却ジャケット２１に連通する状態で冷却水供給管２２を接続して、この冷却水供給管２２を通して冷却水が冷却ジャケット２１に供給され、また、キャップ１４の上端部に冷却ジャケット２１に連通する状態で冷却水排水管２３を接続して、この冷却水排水管２３を通して冷却ジャケット２１の冷却水が排出されるように構成してある。
【００３６】
図１ないし図４に示すように、ガス燃料噴出ノズル９をノズル嵌め込み用開口１０に挿入して、前記ガス燃料流路２０のガス燃料通流方向において上手側に位置する下面９ｆの前記前面９ｃ側に隣接する部分を前記下部閉じ板１６に接触させ、前記ガス燃料通流方向において下手側に位置する上面９ｅを前記上部閉じ板１５に接触させ、前記燃料噴出体Ｂの長手方向視にて両端側に位置する両端側部分夫々を各ノズル装着用柱１８に接触させた状態で、燃料噴出体Ｂに嵌め込み状態で装着するように構成してある。
更に、各ノズル装着用柱１８のネジ挿通孔１８ｂに外れ止め用ネジ２５を挿通してガス燃料噴出ノズル９の取付板２４に螺入することにより、ガス燃料噴出ノズル９の外れを止めるように構成してある。
【００３７】
ガス燃料噴出ノズル９は、外周面９ｃ及び内周面９ｄ等で形成される外形が前記燃料噴出体Ｂに対して左右対称となる状態で装着されて、前記火炎形成範囲が前記供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎Ｆを形成するようにガス燃料Ｇを噴出する状態に構成してある。
ちなみに、上述の如くガス燃料噴出ノズル９が燃料噴出体Ｂに装着されることにより、ガス燃料噴出ノズル９は、その外周面９ｃの周方向の中心箇所が空気口５と対向している。また、ガス燃料噴出ノズル９が燃料噴出体Ｂに対して左右対称となる状態とは、ガス燃料噴出ノズル９が供給路横幅方向に対称となる状態である。
【００３８】
次に、図１ないし図４に基づいて、前記ガス燃料噴出ノズル９について説明を加える。
ガス燃料噴出ノズル９は、燃料噴出体Ｂの長手方向視にて、ガス燃料噴出ノズル９の外周面９ｃを外筒体１１の外形（燃料噴出体Ｂの外周面）に沿う円弧状に形成し、ガス燃料噴出ノズル９の内周面９ｄを内筒体１２の外形（燃料噴出体の内周面）に沿う円弧状に形成して、外周面９ｃ及び内周面９ｄを同心の円弧状とする円弧状体に形成してある。
また、ガス燃料噴出ノズル９は、燃料噴出体Ｂの長手方向に並ぶ上面９ｅ及び下面９ｆを互いに平行で且つ前記外周面９ｃに直交する平面状に形成してあり、周方向の両端部夫々には、取付板２４をガス燃料噴出ノズル９の内周面９ｄから炉内７側とは反対側に延びる状態で突設してある。
ちなみに、ガス燃料噴出ノズル９は、その外周面９ｃを燃料噴出体Ｂの周方向の略半周にわたる円弧状体としてある。
【００３９】
図５に示すように、前記複数の噴出孔９ａとしての５個の噴出孔９ａを、前記燃料噴出体Ｂの前記供給路横幅方向における中央位置（ガス燃料噴出ノズル９の横幅方向における中央位置）よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成してある。
具体的には、ガス燃料噴出ノズル９には、燃料噴出体Ｂの周方向に並ぶ状態で５個の噴出孔９ａが放射状に形成されており、これら５個の噴出孔９ａを、燃料噴出体Ｂの平面視にて、時計回りの順に第１〜第５の噴出孔９ａとして、第４の噴出孔との広がり角度が、第５の噴出孔は１５°、第３の噴出孔は１８．３３°、第２の噴出孔は３６．６６°、第１の噴出孔は５５°として、燃料噴出体Ｂの供給路横幅方向における中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成してある。
また、上述の放射状に形成される５個の噴出孔９ａは、燃料噴出体Ｂの長手方向に２列形成してあり、ガス燃料噴出ノズル９には計１０個の噴出孔９ａを形成してある。
【００４０】
ちなみに、第４の噴出孔９ａは、ガス燃料噴出ノズル９における横幅方向の中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った箇所に形成されており、燃料噴出体の平面視にて、空気供給路６の長手方向に沿った姿勢に形成してある。
また、第１〜第３の噴出孔９ａ、及び、第５の噴出孔９ａは、燃料噴出体９の平面視にて、空気供給路６の長手方向に対して傾いた姿勢に形成されており、第１〜第３の噴出孔９ａは、外周面９ｃ側の開口が内周面９ｄ側の開口よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側に偏った箇所となる姿勢に形成してあり、第５の噴出孔９ａは、外周面９ｃ側の開口が内周面９ｄ側の開口よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った箇所となる姿勢に形成してある。
尚、第３の噴出孔９ａを、ガス燃料噴出ノズル９における横幅方向の中央位置に形成してある。また、第１の噴出孔９ａと第２の噴出孔９ａとは、内周面９ｄ側の端部において互いに連通させてある。
【００４１】
燃料噴出体Ｂの径方向に沿う径方向視にて、各噴出孔９ａの噴出方向は燃料噴出体Ｂの軸心に直交する方向になるように構成してある。
又、複数の噴出孔９ａの夫々は、孔の長さが孔の直径の２倍以上になるように形成してある。
【００４２】
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。
図１１〜図１３に示すように、検証試験においては、上述した従来のように供給路横幅方向の中央位置の両側の夫々に燃料噴出体Ｂを設けた場合（２本燃焼と称する）と、上記実施の形態のように供給路横幅方向の中央位置から一方側に偏った位置に燃料噴出体Ｂを１本設けた場合（１本燃焼と称する）とを比較した。
検証試験に用いたテスト炉の寸法（外寸）は、燃料噴出体Ｂから噴出されるガス燃料の噴出方向に沿う縦幅が８．８ｍ、横幅が１．８ｍ、高さが１．５ｍである。燃焼装置の燃焼量は９００ｋＷ、予熱された後の燃焼用空気の温度は１０００°Ｃ、燃焼ガス中の酸素濃度は約２．５％、床面より１．５ｍ地点の炉圧は５Ｐａ前後、火炎の長さは３ｍ前後（図１７参照）である。
また、詳細な図示は省略するが、１本燃焼及び２本燃焼のガス燃料噴出ノズルには、５個の噴出孔を放射状に形成し、これら５個の噴出孔を、燃料噴出体Ｂの長手方向に３列形成して、ガス燃料噴出ノズル９には計１５個の噴出孔９ａを形成してある。
そして、１本燃焼の噴出孔の直径を７ｍｍ、火炎幅角度を５０°に設定し、２本燃焼の噴出孔の直径を４ｍｍ、火炎角度を１０°に設定してある。
【００４３】
テスト炉には、天井における横幅方向中央箇所の温度分布を計測するための複数の天井用熱電対３１、床面における横幅方向中央箇所の温度分布を計測するための複数の床面中央用熱電対３２、及び、床面おける横幅方向の中央よりも火炎形成範囲を大きく拡げる側（右側）とは反対側に偏った箇所の温度分布を計測するための複数の床面右側用熱電対３３の夫々を、縦幅方向に沿って設けてある。
また、テスト炉における縦幅方向の空気供給路６が備えられた側とは反対側の天井には、煙道が形成されており、その煙道には、煙道の燃焼ガスを採取する取出口３４を設けてある。
そして、空気供給路６の炉内側の端部から２２５０ｍｍ離れた床面の中央温度が、１０００°Ｃに達してから２８分２４秒経過した後のデータを測定した結果を図１４〜１９に示す。ちなみに、図１４は、天井における横幅方向中央箇所の温度分布を示す図、図１５は、煙道での燃焼ガスの温度を示す図、図１６は、床面における横幅方向中央箇所の温度分布を示す図、図１７は、床面おける横幅方向の中央よりも右側箇所の温度分布を示す図、図１８は、火炎長を示す図、図１９は、燃焼ガスのＮＯ量を示す図である。
【００４４】
図１４、図１６、図１７に示すように、路内温度分布を比較した場合、火炎長の２／３付近（約２ｍ）を境に、１本燃焼と２本燃焼とで顕著な違いが見られる。
つまり、１本燃焼は、２本燃焼に比べて、火炎長の２／３付近（約２ｍ）より空気供給路６側では温度が高く、空気供給路６とは反対側では温度が低くなり、結果として図１５に示すように、煙道での燃焼ガスの温度を約２０°Ｃ低減させることができた。
また、図１９に示すように、ＮＯについては、１本燃焼は、２本燃焼に比べて、１割弱削減することができた。これは、１本燃焼は、２本燃焼に比べて、燃焼ガスと燃焼用空気との混合促進が抑制され、火炎のヒートスポットが低減されているためだと考えられる。
従って、１本燃焼では、２本燃焼に比べて、煙道の燃焼ガスの温度が低減し、ＮＯが削減されるため、環境及び効率の良い加熱炉用の燃焼装置を得ることができる。
【００４５】
〔別実施の形態〕
（１） 上記実施の形態では、ガス燃料噴出ノズル９における複数の噴出孔９ａを、放射状に形成したが、放射状以外に、例えば、第１〜第３の噴出孔９ａを、燃料噴出体Ｂの平面視にて、空気供給路６の長手方向に対して傾けた姿勢に形成し、第４〜第５の噴出孔９ａを、燃料噴出体Ｂの平面視にて、空気供給路６の長手方向に沿った姿勢に形成する等、放射状以外に形成してもよい。
【００４６】
（２） 上記実施の形態では、ガス燃料噴出ノズル９を、外周面９ｃ及び内周面９ｄの夫々を同心の円弧状とする円弧状体に形成したが、外周面９ｃを円弧状に形成し且つ内面（内周面９ｄ）を直線状とする半円状体に形成してもよい
【００４７】
（３） 上記実施の形態では、ガス燃料噴出ノズル９を、燃料噴出体Ｂに対して左右対称となる状態、つまり、外周面９ｃの周方向の中心箇所が炉内７に最も近い状態で装着したが、ガス燃料噴出ノズル９を、その外周面９ｃの周方向の中心箇所から周方向に偏った箇所が炉内７に最も近い状態として、燃料噴出体Ｂに対して左右非対称となる状態で装着してもよい。
この場合、複数の噴出孔９ａを、ガス燃料噴出ノズル９の横幅方向における中央位置を中心とする放射状に形成するとよい。
【００４８】
（４） 上記実施の形態では、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６に対して、供給路横幅方向の中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けたが、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６に対して、供給路横幅方向の中央位置よりも、火炎形成範囲を大きく拡げる側に偏った位置に設けてもよく、また、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６に対して、供給路横幅方向の中央位置に設けてもよい。
【００４９】
（５） 上記の実施の形態では、サイドポート式のガラス溶解炉に適用したが、図８及び図９に示すように、所謂エンドポート式のガラス溶解炉の燃焼装置にも適用することができる。
以下、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、上記の実施の形態と同様の燃料噴出体Ｂを上記の実施の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。
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。
【００５０】
（６） 上記実施の形態では、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６の夫々に１本設けたが、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６の夫々に２本以上設けてもよい。
つまり、例えば、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６の夫々に２本設ける場合は、図１０に示すように、燃料噴出体Ｂを、空気供給路６に対して、供給路横幅方向の中央位置よりも、一方側に偏った位置と他方側に偏った位置との夫々に設ける。
【００５１】
（７） 上記実施の形態では、ガス燃料噴出ノズル９に複数の噴出孔９ａとして５個の噴出孔９ａを備えたが、ガス燃料噴出ノズル９に複数の噴出孔９ａとして２個〜４個の噴出孔９ａを備えてもよく、また、ガス燃料噴出ノズル９に複数の噴出孔９ａとして６個以上の噴出孔９ａを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の要部の分解斜視図
【図２】加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の要部の斜視図
【図３】加熱炉用の燃焼装置における燃料噴出体の縦断側面図
【図４】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】加熱炉用の燃焼装置のノズルを示す平面図
【図６】加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス溶解炉の縦断側面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図
【図８】別実施形態に係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９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視図
【図１０】別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１１】テスト炉の縦断側面図
【図１２】燃料噴出体を２本設けたテスト炉の縦断側面図
【図１３】燃料噴出体を１本設けたテスト炉の縦断側面図
【図１４】天井における横幅方向中央箇所の温度分布を示す図
【図１５】煙道での燃焼ガスの温度を示す図
【図１６】床面における横幅方向中央箇所の温度分布を示す図
【図１７】床面おける横幅方向の中央よりも右側箇所の温度分布を示す図
【図１８】火炎長を示す図
【図１９】燃焼ガスのＮＯ量を示す図
【図２０】従来の加熱炉用の燃焼装置を備えたガラス炉用の横断平面図
【符号の説明】
【００５３】
４ 加熱炉側壁部
５ 供給口
６ 酸素含有ガス供給路
９ ガス燃料噴出ノズル
９ａ 噴出孔
２０ ガス燃料流路
Ｂ 燃料噴出体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路を内部に備えた上下方向に沿う姿勢で長尺状の燃料噴出体が、加熱炉側壁部の供給口を通して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内に突入させる状態で設けられ、
前記燃料噴出体における先端側でかつ炉内に対向する周壁部分に、前記ガス燃料流路から供給されるガス燃料を炉内側に向けて噴出する複数の噴出孔を前記酸素含有ガス供給路における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズルが設けられて、火炎形成範囲が前記供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成された加熱炉用の燃焼装置であって、
前記ガス燃料噴出ノズルが、前記火炎形成範囲が前記供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成されている加熱炉用の燃焼装置。
【請求項２】
前記ガス燃料噴出ノズルにおける複数の噴出孔が、放射状に形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】
前記ガス燃料噴出ノズルが、外周面及び内周面の夫々を同心の円弧状とする円弧状体に形成されている請求項２記載の加熱炉用の燃焼装置。
【請求項４】
前記ガス燃料噴出ノズルが、前記燃料噴出体に対して左右対称となる状態で装着され、
前記複数の噴出孔が、前記燃料噴出体の前記供給路横幅方向における中央位置よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成されている請求項３記載の加熱炉用の燃焼装置。
【請求項５】
前記燃料噴出体が、前記酸素含有ガス供給路に対して、前記供給路横幅方向の中央位置よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱路用の燃焼装置。
【請求項１】
基端側から先端側に向けてガス燃料を通流させるガス燃料流路を内部に備えた上下方向に沿う姿勢で長尺状の燃料噴出体が、加熱炉側壁部の供給口を通して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内に突入させる状態で設けられ、
前記燃料噴出体における先端側でかつ炉内に対向する周壁部分に、前記ガス燃料流路から供給されるガス燃料を炉内側に向けて噴出する複数の噴出孔を前記酸素含有ガス供給路における供給路横幅方向に並べる状態で備えるガス燃料噴出ノズルが設けられて、火炎形成範囲が前記供給路横幅方向に拡がる扇形状となる火炎を形成するように構成された加熱炉用の燃焼装置であって、
前記ガス燃料噴出ノズルが、前記火炎形成範囲が前記供給路横幅方向の一方側を他方側よりも大きく拡がる状態となる火炎を形成するようにガス燃料を噴出する状態に構成されている加熱炉用の燃焼装置。
【請求項２】
前記ガス燃料噴出ノズルにおける複数の噴出孔が、放射状に形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】
前記ガス燃料噴出ノズルが、外周面及び内周面の夫々を同心の円弧状とする円弧状体に形成されている請求項２記載の加熱炉用の燃焼装置。
【請求項４】
前記ガス燃料噴出ノズルが、前記燃料噴出体に対して左右対称となる状態で装着され、
前記複数の噴出孔が、前記燃料噴出体の前記供給路横幅方向における中央位置よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置を中心とする放射状に形成されている請求項３記載の加熱炉用の燃焼装置。
【請求項５】
前記燃料噴出体が、前記酸素含有ガス供給路に対して、前記供給路横幅方向の中央位置よりも、前記火炎形成範囲を大きく拡げる側とは反対側に偏った位置に設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱路用の燃焼装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−２４３８５３（Ｐ２００９−２４３８５３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９３７８９（Ｐ２００８−９３７８９）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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