| 【発明の名称】 |
乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置及びその燃焼制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】大島 一馬
【氏名】門田 典央
【氏名】矢葺 邦弘
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| 【要約】 |
【課題】樋のように細長い長尺状に施工された耐火物でも、耐火物の特性に応じたヒートパターンで、均一に乾燥・昇熱すること。
【解決手段】内筒２、中間筒３、外筒４の三重筒構成されたヘッダー１の、内筒２に燃料ガスを、外筒４に燃焼用空気を供給可能に配管する。内筒２には長手方向に所定間隔を存して燃料ガスの噴出孔２ａを、中間筒３には長手方向に所定間隔を存して燃料ガスの噴出ノズル６を、外筒には、中間筒３の前記噴出ノズル６設置位置に、この噴出ノズル６に外嵌状に燃焼用空気の噴出ノズル７と、これら噴出ノズル６，７を囲むようにヘッダー１と同じ長さのスリットノズル１１をそれぞれ設ける。夫々の燃料ガスの噴出ノズル６と燃焼用空気の噴出ノズル７間には旋回羽根１０を介設する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内筒、中間筒、外筒の三重筒構成されたヘッダーの、内筒に燃料ガスを、また、外筒に燃焼用空気を供給可能に配管すると共に、内筒には長手方向に所定の間隔を存して燃料ガスの噴出孔を、また、中間筒には長手方向に所定の間隔を存して燃料ガスの噴出ノズルを、また、外筒には、中間筒の前記噴出ノズル設置位置に、この噴出ノズルに外嵌状に燃焼用空気の噴出ノズルと、これら燃料ガスの噴出ノズルと燃焼用空気の噴出ノズルを囲むようにヘッダーと同じ長さのスリットノズルをそれぞれ設け、かつ、夫々の燃料ガスの噴出ノズルと燃焼用空気の噴出ノズル間には旋回羽根を介設したことを特徴とする乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置。
【請求項２】 請求項１記載の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置の、外筒から最大燃焼容量に応じた燃焼用空気を供給しつつ、耐火物特性に応じたヒートパターンにて、内筒から供給する燃料ガス流量を増減することを特徴とする乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置の燃焼制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば樋のように細長い長尺状に施工された耐火物を、常温から高温まで耐火物特性に応じた所定のヒートパターンにて、均一に乾燥し、昇熱するための乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置及びその燃焼制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水分を含んだ耐火物を乾燥・昇熱するに際して、例えば実開昭５２−１５３７０４号では、型枠をセットした後、バーナで火炎を吹込み、型枠の伝熱を介して乾燥するものが、また、実開昭５８−１２９４９９号では、樋カバーの天井部にバーナを適宜配列して一体化し、圧空又は外部吸引により完全燃焼させることで乾燥するものが、また、実開昭６１−１５５３５４号や実開昭６２−１１１５４号では、断熱配管から導出される高温媒体により乾燥するものが開示されている。これらは、いずれも耐火物の表面より乾燥し昇熱するものである。
【０００３】しかしながら、水分を含んだ耐火物を、表面から乾燥・昇熱するものでは、耐火物を急激に昇温するとスポーリングや爆裂が発生しやすくなる。従って、内部の水分を徐々に取り去るために、超過剰空気量（高空気比）で燃焼させ、常温から耐火物の特性に応じたヒートパターンで乾燥・昇熱させる必要がある。
【０００４】そこで、特公昭６３−５４９９６号では、昇温パターンの低温度域ではバーナの燃焼を高空燃比にて行い、高温域では低空燃比に切り替えてバーナ燃焼することで乾燥し、昇温するものが、また、特公平７−５２０６９号では、乾燥初期段階は高空気比で燃焼させ、その後徐々に空気比を下げて乾燥中期以降は空気比を略１で燃焼させることで乾燥するものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭６３−５４９９６号や、特公平７−５２０６９号のように、耐火物を乾燥・昇熱する際に、空気比を変更するものであっても、樋のように細長い長尺状に施工された耐火物に適用する場合には、乾燥・昇熱むらが生じて均一に乾燥・昇熱することができない。均一な乾燥・昇熱ができない場合には、先に説明したのと同様に、スポーリングや爆裂が発生しやすくなる。
【０００６】なお、特公昭５３−２８１６６号では、マイクロ波を用いて耐火物の内部より加熱するものが開示されている。この方法によれば、水分を含んだ耐火物を乾燥・昇温した場合にも、スポーリングや爆裂は発生しないが、マイクロ波を用いて加熱するものは、設備が大掛かりになるので、現地でのハンドリング等に問題がある。
【０００７】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、樋のように細長い長尺状に施工された耐火物でも、耐火物の特性に応じたヒートパターンで、均一に乾燥・昇熱することで、スポーリングや爆裂を発生させることのない乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置及びその燃焼制御方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成するために、本発明は、三重筒構成されたヘッダーの、内筒には長手方向に所定の間隔を存して燃料ガスの噴出孔を、また、中間筒には長手方向に所定の間隔を存して燃料ガスの噴出ノズルを、また、外筒には、中間筒の前記噴出ノズル設置位置に、これに外嵌状に燃焼用空気の噴出ノズルと、これらの噴出ノズルを囲むようにヘッダーと同じ長さのスリットノズルをそれぞれ設け、夫々の燃料ガスの噴出ノズルと燃焼用空気の噴出ノズル間には旋回羽根を介設することとしている。そして、このようにすることで、多数の各噴出ノズルからは均一な流量の燃料ガスが吹き出され、旋回羽根で旋回を付与されて吹き出された燃焼用空気と混合されて、長手方向に均一な火炎が形成される。この際、最大燃焼容量に応じた燃焼用空気を供給しつつ、耐火物特性に応じたヒートパターンにて燃料ガスの供給量を増減する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置は、内筒、中間筒、外筒の三重筒構成されたヘッダーの、内筒に燃料ガスを、また、外筒に燃焼用空気を供給可能に配管すると共に、内筒には長手方向に所定の間隔を存して燃料ガスの噴出孔を、また、中間筒には長手方向に所定の間隔を存して燃料ガスの噴出ノズルを、また、外筒には、中間筒の前記噴出ノズル設置位置に、この噴出ノズルに外嵌状に燃焼用空気の噴出ノズルと、これら燃料ガスの噴出ノズルと燃焼用空気の噴出ノズルを囲むようにヘッダーと同じ長さのスリットノズルをそれぞれ設け、かつ、夫々の燃料ガスの噴出ノズルと燃焼用空気の噴出ノズル間には旋回羽根を介設したものである。
【００１０】本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置では、燃料ガスは、一旦内筒を経て内筒の噴出孔から内筒と中間筒で形成される環状空間に導かれるので、この環状空間には長手方向に均一な流量の燃料ガスが供給され、多数の各噴出ノズルからは均一な流量の燃料ガスが吹き出される。一方、燃焼用空気は外筒と中間筒で形成される環状空間から各噴出ノズルを経て、旋回羽根で旋回を付与されて吹き出され、前記燃料ガスと混合される。従って、スリットノズル内では長手方向に均一な火炎が形成される。
【００１１】上記した本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置では、外筒から最大燃焼容量に応じた燃焼用空気を供給しつつ、耐火物特性に応じたヒートパターンにて、内筒から供給する燃料ガス流量を増減する。これが、本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置の燃焼制御方法である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置を図１及び図２に示す一実施例に基づいて説明し、このバーナ装置を用いて樋を乾燥・昇熱する際の本発明燃焼制御方法に及ぶ。図１は本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置の全体を一部断面して示す正面図、図２（ａ）は図１の側面図、（ｂ）はヘッダー部の断面図である。
【００１３】図１及び図２において、１は本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置を構成するヘッダーであり、内筒２と、中間筒３と、外筒４が同軸に配置された三重筒構成となっている。そして、内筒２には燃料ガスを、また、外筒４には燃焼用空気を供給できるように配管されている。
【００１４】ところで、前記内筒２の例えば両側には、長手方向に所定の間隔を存して燃料ガスの噴出孔２ａが設けられており、内筒２に供給された燃料ガスはこれらの噴出孔２ａから内筒２と中間筒３で形成された環状空間５に吹き出される。
【００１５】また、前記噴出孔２ａの中間に相当する中間筒３の長手方向位置の下側には開口３ａが設けられ、この開口３ａに燃料ガスの噴出ノズル６が取付けられている。従って、内筒２から前記環状空間５に吹き出された燃料ガスは、開口３ａに取付けられた噴出ノズル６から吹き出される。
【００１６】すなわち、燃料ガスは、一旦内筒２を経て内筒２の噴出孔２ａから内筒２と中間筒３で形成される環状空間５に導かれるので、この環状空間５には長手方向に均一な流量の燃料ガスが供給され、加えて、中間筒の各噴出ノズル６を前記噴出孔２ａ間に設けたことから、各噴出ノズル６からはさらに均一な流量の燃料ガスが吹き出される。
【００１７】また、外筒４における、中間筒３の前記噴出ノズル６設置位置には、開口４ａが設けられ、この開口４ａに前記噴出ノズル６を外嵌するように燃焼用空気の噴出ノズル７が取付けられている。従って、配管８を介して外筒４と中間筒３で形成される環状空間９の長手方向中間位置に供給された燃焼用空気は、前記した両噴出ノズル６，７間を通って、これら噴出ノズル６，７間に介設された旋回羽根１０によって旋回を付与されて吹き出され、前記燃料ガスと混合する。
【００１８】そして、この燃料ガスと燃焼用空気の混合ガスは、前記した燃料ガスの噴出ノズル６及び燃焼用空気の噴出ノズル７を囲むように、外筒４に設けられたヘッダー１と同じ長さのスリットノズル１１内で着火され、長手方向に均一な火炎が形成される。
【００１９】図１に示す実施例では上記した構成の本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置を２個直列状に配置し、両内筒２を接続管１２で接続して一方の内筒２から他方の内筒２へ燃料ガスを供給し、また、燃焼用空気は両外筒４の中間部に配管８を介して供給するものを示しているが、一体構成したものでも良いことは言うまでもない。
【００２０】上記した構成の本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置における燃焼特性を図４及び図５に示すが、燃焼用空気の流量を一定とした際には、図４に示したように、燃料ガス流量が増加すると雰囲気温度も増加することが判る。一方、図５に示したように、燃料ガスの流量を一定とした際には、空気比を１５と高くした場合でも、良好な燃焼を得ることができる。
【００２１】このように、本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置では、燃料ガスと燃焼用空気の割合（空気比）とターン・ダウン比を大きくとることができるので、この特性を生かして外筒４に最大燃焼容量に応じた燃焼用空気を供給しつつ、耐火物特性に応じたヒートパターンにて燃料ガスの供給量を増減するのである。これが、本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置の燃焼制御方法である。
【００２２】すなわち、本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置の燃焼制御方法によれば、樋のように細長い長尺状に施工された耐火物でも、スポーリングや爆裂を発生させることなく、常温から高温まで同一バーナで耐火物の乾燥から昇熱までが行えるのである。
【００２３】ちなみに、図１に示した構成の本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置を６台直列状に配置し、これらを図３に示したように天蓋１４を介して樋１３の上部に配置し、樋１３内の耐火物を乾燥し、昇熱した。
【００２４】この際の燃焼制御は、まず、パイロットバーナに点火し、パイロットバーナの火炎の安定性を火炎検知器にて確認した後、本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置の外筒４に最大燃焼容量に応じた燃焼用空気を供給した。
【００２５】そして、前記した量の燃焼用空気を供給しつつ、燃料ガス（コークス炉ガス）を１台ごとに供給し、パイロットバーナにて、点火していった。６台のバーナ装置全てに点火した後、樋１３の各ポイントに埋め込んだ熱電対によって樋１３の温度を測定し、これら測定した温度が所定のヒートパターンになるように燃料ガスの供給量を調節した。
【００２６】なお、燃焼の監視は、パイロットバーナが失火した時に火炎検知器から信号が出るようにしておき、この信号により燃料ガス配管に取付けた遮断弁を閉止することにより行った。
【００２７】以上のような本発明の乾燥・昇熱用スリット型バーナ装置を用い、本発明の燃焼制御方法により、樋を乾燥・昇熱したところ、全くスポーリングや爆裂が発生することはなかった。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、常温から高温まで、任意の温度コントロールが容易に行えるので、水分を含んだ耐火物であっても、スポーリングや爆裂を発生させることなく、乾燥・昇熱することができる。また、本発明では、長いスリット状の均一な火炎が形成できるので、樋のように細長い長尺状に施工された耐火物でも、均一に乾燥・昇熱することができる。また、本発明のバーナ装置は、大掛かりな構成ではないので、現地での段取りや設置が容易に行え、作業時間を短縮できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１１８
【氏名又は名称】住友金属工業株式会社
【識別番号】５９２２０１５７５
【氏名又は名称】住金マネジメント株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月２５日（１９９９．６．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６０８２９
【弁理士】
【氏名又は名称】溝上 満好 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−４１１０（Ｐ２００１−４１１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１２日（２００１．１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１７９４４１ |
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