[0001]【技术领域】
[0002][0001]본 발명은, 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열되어 연소용 공기 공급 경로를 통해 노(爐) 내로 안내되는 연소용 공기와, 연료 공급 노즐로부터 공급된 연료를 혼합하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 축열식 연소 버너가 설치된 축열식 연소 설비에 관한 것이다. 특히, 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열되어 연소용 공기 공급 경로를 통해 노 내로 안내되는 연소용 공기와, 연료 공급 노즐로부터 공급된 연료를 혼합하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 함에 있어서, 연소시에 있어서의 화염의 길이를 짧게 하거나, 연소시에 생기는 NOx의 발생량을 저감하게 하는 것이 간단하게 실행될 수 있도록 한 점에 특징을 갖는 것이다.
[0003]【背景技术】
[0004][0002]종래부터, 가열로 등에 있어서는, 연소 배기 가스의 열을 이용하여 효율적인 연소를 실행하기 위해, 특허문헌 1 등에 도시된 바와 같이, 노 내에 있어서 연소 된 연소 배기 가스의 열을 축열부에 수용한 축열재에 축열하게 한 후, 이 축열부에 연소용 공기를 안내하고, 이 연소용 공기를 축열부에 있어서의 축열재에 축열된 열에 의해 가열하게 하고, 이렇게 가열된 연소용 공기와 연료 공급 노즐로부터 공급된 연료를 혼합하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 축열식 연소 버너가 설치된 축열식 연소 설비가 이용되고 있다.
[0005][0003]그러나, 상기와 같은 축열식 연소 버너의 경우, 가열된 연소용 공기와 연료를 혼합해 연소하게 하기 때문에, 연소시에 있어서의 화염의 온도가 높아지고 NOx의 발생량이 많아진다거나, 또한 종래의 축열식 연소 버너의 경우, 일반적으로 화염의 확산이 작아서 화염이 길어지고, 노 내에 있어서의 피처리물에 화염이 접촉하여, 피처리물에 손상이 생기거나 하는 문제가 있고, 또한 피처리물에 화염이 접촉하지 않도록 하기 위해, 노를 크게 하지 않으면 안되고, 시설 비용이나 운영 비용 등의 다양한 비용이 많이 드는 문제가 있었다.
[0006][0004]또한, 종래에 있어서는, 상기와 같은 축열식 연소 버너에 있어서의 연소시의 화염을 짧게 하기 위해, 특허문헌 2에 도시된 바와 같이, 연료 공급 노즐의 선단부에 통기성을 갖는 다공질 물질을 설치하여, 연료 공급 노즐의 선단부에 염공부(炎孔部)를 구성하는 동시에 연료 분출부를 구성하고, 축열부에 있어서의 축열재에 의해 가열된 연소용 공기를, 상기와 같이 다공질 물질을 설치한 염공부에 있어서, 연료 분출부로부터 분출되는 연료와 혼합해 연소하도록 하고, 연소시에 있어서의 화염의 길이를 짧게 하도록 한 것이 제안되어 있다.
[0007][0005]그러나, 특허문헌 2에 도시된 바와 같이, 다공질 물질을 설치한 염공부에 있어서, 연료 분출부로부터 분출되는 연료와 가열된 연소용 공기를 혼합해 연소하기 위해서는, 연소용 공기를 상기의 다공질 물질을 설치한 염공부를 통해 송출하기 때문에, 큰 송풍기 등이 필요하게 되고, 설비 비용이나 운영 비용이 많이 드는 문제가 있었다.
[0008][0006]또한, 종래에 있어서는, 특허문헌 3에 도시된 바와 같이, 축열부에 있어서의 축열재에 의해 가열된 연소용 공기를 노 내로 공급하는 부분에 원통형으로 된 원통부를 설치하고, 이 원통부에 있어서 상기의 가열된 연소용 공기를 선회하게 하는 동시에, 이 원통부에 가스 노즐로부터 연료 가스를 공급하여, 상기와 같이 가열되어 선회하는 연소용 공기와 연료 가스를 혼합해 연소하게 하도록 하는 동시에, 노 벽에 설치한 확경부(擴徑部)를 통해 노 내로 안내하도록 하고, 연소되는 화염의 지름을 점차 크게 하여, 연소시에 있어서의 화염의 길이를 짧게 하는 동시에, NOx의 발생량을 저감하게 하는 것이 제안되어 있다.
[0009][0007]그러나, 특허문헌 3에 도시된 바와 같이, 연소용 공기를 노 내로 공급하는 원통부에 있어서 가열된 연소용 공기를 선회하게 하는 동시에, 이 원통부에 가스 노즐로부터 연료 가스를 공급하여, 상기와 같이 선회하는 가열된 연소용 공기와 연료 가스를 혼합해 연소하게 하는 동시에, 노 벽에 설치한 확경부를 통해 연소되는 화염의 지름을 점차 크게 하도록 한 경우에 있어서도, 연소시에 있어서의 화염의 온도가 높아지고, NOx의 발생량을 충분히 저감하게 할 수 없고, 또한 연소량을 높이는 경우에, 연소용 공기나 연료 가스의 공급량을 많게 하면, NOx의 발생량이 더욱 증가하는 동시에, 노 벽에 설치한 확경부를 따라 화염의 지름을 충분히 확대하게 할 수 없고, 연소시에 있어서의 화염의 길이를 짧게 하는 것도 곤란하게 된다고 하는 문제가 있었다.
[0010][0008] 일본국 특개평9-222223호 공보 일본국 특개2000-199611호 공보 일본국 특개2013-2706호 공보
[0011][0009]본 발명은, 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열되어 연소용 공기 공급 경로를 통해 노(爐) 내로 안내되는 연소용 공기와, 연료 공급 노즐로부터 공급된 연료를 혼합하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 축열식 연소 버너가 설치된 축열식 연소 설비에 있어서의 상기와 같은 다양한 문제를 해결하는 것을 과제로 하는 것이다.
[0012][0010]즉, 본 발명에 있어서는, 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열되어 연소용 공기 공급 경로를 통해 노 내로 안내되는 연소용 공기와, 연료 공급 노즐로부터 공급된 연료를 혼합하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 함에 있어서, 연소시에 있어서의 화염의 길이를 짧게 하거나, 연소시에 생기는 NOx의 발생량을 저감하게 하거나 하는 것이 간단하게 실행될 수 있도록 하는 것을 과제로 하는 것이다.
[0013][0011]본 발명에 관한 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기와 같은 과제를 해결하기위해, 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열되어 연소용 공기 공급 경로를 통해 노(爐) 내로 안내되는 연소용 공기와, 연료 공급 노즐로부터 공급된 연료를 혼합하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 축열식 연소 버너가 설치된 축열식 연소 설비에 있어서, 상기의 축열부로부터 통 형상으로 된 연소용 공기 공급 경로로 안내된 연소용 공기를, 연소용 공기 공급 경로의 내주를 따라 선회하게 하면서, 상기의 연소용 공기 공급 경로를 통해 급배기구로부터 노 내로 공급하는 동시에, 제1 연료 공급 노즐로부터 상기의 급배기구의 근방에 있어서의 노 벽에 설치된 제1 연료 공급구를 통해 노 내로 연료를 공급하고, 상기의 연소용 공기와 연료를 혼합하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하도록 했다.
[0014][0012]그리고, 본 발명의 축열식 연소 설비와 같이, 축열부로부터 통 형상으로 된 연소용 공기 공급 경로로 안내된 연소용 공기를, 연소용 공기 공급 경로의 내주를 따라 선회하게 하면서 급배기구로부터 노 내로 공급하는 동시에, 제1 연료 공급 노즐로부터 상기의 급배기구의 근방에 있어서의 노 벽에 설치한 제1 연료 공급구를 통해 연료를 노 내로 공급하게 하고, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하도록 하면, 노 내에 있어서의 연소 배기 가스가 상기와 같이 급배기구로부터 선회되면서 노 내로 공급된 연소용 공기의 선회류의 중앙부에 생긴 부압에 의해 받아들여져서 연소가 이루어지고, 연소시에 있어서의 NOx의 발생량이 저감되는 동시에, 급배기구의 근방에 있어서의 노 벽에 설치된 제1 연료 공급구로부터 노 내로 공급된 연료가, 급배기구로부터 선회되면서 노 내로 공급된 연소용 공기와 넓은 범위에서 혼합해 연소되고, 연소시에 있어서의 화염이 확산하는 동시에 화염의 길이가 짧아지게 된다.
[0015][0013]여기서, 상기의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기의 연소용 공기 공급 경로의 양측에 상기의 제1 연료 공급 노즐을 배치하게 하는 동시에, 상기의 각 제1 연료 공급 노즐로부터 연료를 노 내로 공급하는 상기의 제1 연료 공급구를 상기의 급배기구의 근방에 있어서의 노 벽의 양측에 설치하도록 할 수 있다. 이렇게 하면, 급배기구로부터 선회되면서 노 내로 공급된 연소용 공기와, 급배기구의 근방에 있어서의 노 벽의 양측에 설치된 제1 연료 공급구로부터 노 내로 공급된 연료가, 급배가구의 양측에 있어서 균형있게 혼합해 연소되고, 연소시에 있어서의 화염의 확산을 더욱 균형있고 크게 할 수 있게 된다.
[0016][0014]또한, 상기의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기의 급배기구의 근방에 있어서의 연소용 공기 공급 경로에 연료를 공급하는 제2 연료 공급 노즐과, 제2 연료 공급구를 설치하도록 할 수 있다. 이렇게 하면, 연소용 공기 공급 경로에 있어서 선회되는 연소용 공기에 대해 제2 연료 공급구로부터 연료가 공급되고, 이 연료가 선회되는 연소용 공기와 혼합된 상태에서 먼저 연소를 시작해 노 내로 안내되게 되어, 상기의 제1 연료 공급 노즐로부터 제1 연료 공급구를 통해 연료를 노 내로 공급하는 경우보다, 화염의 길이는 더욱 짧아지고, 또한, 연료가 연소용 공기 경로 내에서 확실하게 연소용 공기와 혼합되기 때문에, 노 내의 온도가 낮을 때의 실화를 방지 할 수도 있다. 그리고, 상기와 같이 제1 연료 공급 노즐로부터 제1 연료 공급구를 통해 연료를 노 내로 공급하는 경우와 적당히 조합하여, 노 내의 온도가 낮을 때의 연소성을 높이거나, 연소시에 있어서의 NOx의 발생량을 저감하게 하여, 연소시에 있어서의 화염의 확산이나, 화염의 길이의 조정을 간단하게 실행할 수 있게 된다.
[0017][0015]또한, 상기의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기의 제1 연료 공급 노즐에 있어서의 연료를 분출하게 하는 선단의 분출부를 다공 형상으로 할 수 있다. 그리고, 이와 같이 제1 연료 공급 노즐에 있어서 연료를 분출하게 하는 분출부를 다공형상으로 하면, 제1 연료 공급 노즐에 의해 노 내로 공급되는 연료가, 이 다공 형상으로 된 분출부로부터 분산해 분사되고, 연소시에 있어서의 화염의 확산을 더욱 크게 하여, 화염의 길이를 짧게 할 수 있게 된다.
[0018][0016]또한, 상기의 축열식 연소 설비에 있어서는, 연소용 공기를 상기의 연소용 공기 공급 경로의 내주를 따라 선회하게 하면서, 이 연소용 공기 공급 경로를 통해 상기의 급배기구로부터 노 내로 공급함에 있어서, 상기의 급배기구를 노 내를 향해 확산하도록 형성 할 수 있다. 그리고, 이와 같이 급배기구를 노 내를 향해 확산하도록 형성하면, 연소용 공기 공급 경로의 내주를 따라 선회되면서 급배기구로 안내된 연소용 공기가, 상기의 확산된 급배기구로부터 더욱 확대된 상태에서 선회되면서 노 내로 공급되어 연료와 혼합되고, 연소시에 있어서의 화염이 더욱 크게 확산되어, 화염의 길이를 짧게 할 수 있게 된다.
[0019][0017]본 발명의 축열식 연소 설비에 있어서는, 상기와 같이 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열되어 연소용 공기 공급 경로를 통해 노(爐) 내로 안내되는 연소용 공기를, 연소용 공기 공급 경로의 내주를 따라 선회하게 하면서 급배기구로부터 노 내로 공급하는 동시에, 제1 연료 공급 노즐로부터 상기의 급배기구의 근방에 있어서의 노 벽에 설치한 제1 연료 공급구를 통해 연료를 노 내로 공급하게 하고, 연료를 노 내에 있어서 연소하도록 했기 때문에, 노 내에 있어서의 연소 배기 가스가 상기와 같이 급배기구로부터 선회되면서 노 내로 공급된 연소용 공기의 선회류의 중앙부에 받아들여져서 연소가 실행되는 동시에, 급배기구의 근방에 있어서의 제1 연료 공급구로부터 노 내로 공급된 연료가, 급배기구로부터 선회되면서 노 내로 공급된 연소용 공기와 넓은 범위에서 혼합해 연소되게 된다.
[0020][0018]그 결과, 본 발명의 축열식 연소 설비에 있어서는, 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열되어 연소용 공기 공급 경로를 통해 노 내로 안내되는 연소용 공기와, 연료 공급 노즐로부터 공급된 연료를 혼합하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 함에 있어서, 연소시에 있어서의 화염의 길이를 짧게 하거나, 연소시에 생기는 NOx의 발생량을 저감하게 하는 것이 간단하게 실행되게 된다.
[0021]【附图说明】
[0022][0019]도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비를 노(爐)에 설치하여, 노 벽의 외측에서 본 본 상태를 나타내고, 연소용 공기를 연소용 공기 공급 경로의 내주를 따라 선회하게 하는 모습을 나타낸 부분 개략 설명도이다.도 2는, 상기의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비를 노에 설치하여, 노의 내부측에서 본 상태를 나타낸 부분 개략 설명도이다.도 3은, 상기의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비에 있어서, 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열된 연소용 공기를 통 형상으로 된 연소용 공기 공급 경로로 안내하고, 상기의 연소용 공기를 연소용 공기 공급 경로의 내주를 따라 선회하게 하면서, 연소용 공기 공급 경로를 통해 급배기구로부터 노 내로 공급하는 동시에, 두 개의 제1 연료 공급 노즐로부터 급배기구의 근방에 있어서의 노 벽의 양측에 설치한 제1 연료 공급구를 통해 연료를 노 내로 공급하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 상태를 나타낸 부분 단면 (도 1의 A-A) 설명도이다.도 4는, 상기의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비에 있어서, 축열부에 수용된 축열재에 의해 가열된 연소용 공기를 통 형상으로 된 연소용 공기 공급 경로로 안내하고, 상기의 연소용 공기를 연소용 공기 공급 경로의 내주를 따라 선회하게 하면서, 연소용 공기 공급 경로에 제2 연료 공급 노즐로부터 연료를 공급하고, 연료를 선회되는 연소용 공기와 혼합한 상태에서 노 내로 안내하여 연소하게 하는 상태를 나타낸 부분 단면 설명도이다.도 5는, 상기의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비의 제1의 변경예를 나타내고, 두 개의 제1 연료 공급 노즐의 선단부에 연료를 분출하게 하는 다공 형상의 분출부를 설치하고, 각 제1 연료 공급 노즐에 있어서의 분출부로부터 제1 연료 공급구를 통해 연료를 분산하게 한 상태에서 노 내로 공급하여, 연료를 노 내에 있어서 연소하게 하는 상태를 나타낸 부분 단면 설명도이다.도 6은, 상기의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비의 제2의 변경예를 나타내고, 두 개의 제1 연료 공급 노즐의 선단부에 연료를 분출하게 하는 다공 형상의 분출부를 설치하는 동시에, 연소용 공기 공급 경로에 있어서 선회하게 하면서 연소용 공기를 노 내로 공급하는 급배기구를 노 내를 향해 확산하도록 형성하고, 각 제1 연료 공급 노즐의 분출부로부터 제1 연료 공급구를 통해 분산하게 한 상태에서 노 내로 공급된 연료를, 노 내를 향해 확산하도록 형성된 급배기구로부터 공급된 연소용 공기와 혼합하여 노 내에 있어서 연소하게 하는 상태를 나타낸 부분 단면 설명도이다 .
[0023][0020]이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 축열식 연소 설비를 첨부 도면을 근거로 하여 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명에 관한 축열식 연소 설비는, 하기의 실시 형태에 나타낸 것에 한정되지 않고, 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에 있어서, 적절하게 변경하여 실시 할 수 있는 것이다.
[0024][0021]이 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서는, 도 1 등에 나타낸 바와 같이. 노(爐)(10)에 축열식 연소 버너(20)를 설치함에 있어서, 연소용 공기를 급배기 안내관(21)으로부터 축열재(22a)가 수용된 축열부(22)로 안내하고, 이 축열부(22)에 있어서의 축열재(22a)에 축열된 열에 의해 연소용 공기를 가열하게 하도록 하고 있다.
[0025][0022]그리고, 이러한 축열부(22)에 있어서 가열된 연소용 공기를, 안내부(23a)를 통해 통 형상으로 된 연소용 공기 공급 경로(23)의 내주를 따르도록 안내하고, 이 연소용 공기를 연소용 공기 공급 경로(23)의 내주를 따라 선회하게 하면서, 연소용 공기 공급 경로(23)를 통해 급배기구(23b)로부터 노(10) 내로 공급하게 한다.
[0026][0023]또한, 이 실시 형태서의 축열식 연소 설비에 있어서는, 도 3 등에 나타낸 바와 같이, 상기의 연소용 공기 공급 경로(23)의 양측에 각각 제1 연료 공급 노즐(31)을 설치하고, 각 제1 연료 공급 노즐(31)로부터 상기의 급배기구(23b) 근방의 양측에 있어서의 노 벽(11)에 설치된 각 제1 연료 공급구(31a)를 통해 노(10) 내로 공급하도록 하고 있다.
[0027][0024]또한, 이 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서는, 도 4 등에 나타낸 바와 같이, 상기의 급배기구(23b)의 근방에 있어서의 연소용 공기 공급 경로(23)에 연료를 공급하는 제2 연료 공급 노즐(32)과, 제2 연료 공급구(32a)를 설치하고, 이 제2 연료 공급구(32a)로부터 연소용 공기 공급 경로(23)의 내주를 따라 선회하는 연소용 공기에 연료를 공급하여, 이와 같이 연료가 공급되어 선회하는 연소용 공기를 상기의 급배기구(23b)를 통해 노(10) 내로 공급하도록 하고 있다.
[0028][0025]여기서, 이 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 연소용 공기를 연소용 공기 공급 경로(23)의 내주를 따라 선회하게 하면서 상기의 급배기구(23b)로부터 노(10)로 공급하게 하는 동시에, 각 제1 연료 공급 노즐(31)로부터 상기의 급배기구(23b)의 근방의 양측에 있어서의 노 벽(11)에 설치된 각 제1 연료 공급구(31a)를 통해 노(10) 내로 공급하고, 연료를 연소하게 하도록 한다.
[0029][0026]이렇게 하면, 노(10) 내에 있어서의 연소 배기 가스가 상기와 같이 급배기구(23b)로부터 선회하게 하면서 노(10) 내로 공급된 연소용 공기의 선회류의 중앙부에 생긴 부압에 의해 받아들여져서 연소가 이루어지고, 연소시에 있어서의 NOx의 발생량이 저감되는 동시에, 급배기구(23b)의 근방에 있어서의 노 벽(11)의 양측에 설치된 각 제1 연료 공급구(31a)로부터 노(10) 내로 공급된 연료가, 급배기구(23b)로부터 선회되면서 노(10) 내로 공급된 연소용 공기와 넓은 범위에서 혼합해 연소되고, 연소시에 있어서의 화염이 확산하는 동시에 화염의 길이가 짧아진다.
[0030][0027]또한, 이 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기의 제2 연료 공급 노즐(32)로부터 연소용 공기 공급 경로(23)의 내주를 따라 선회하는 연소용 공기에 대해, 상기의 급배기구(23b)의 근방에 있어서 연료를 공급하고, 이와 같이 연료가 공급되어 선회하는 연소용 공기를 상기의 급배기구(23b)를 통해 노(10) 내로 안내하여 연료를 연소하게 하도록 하면, 상기의 각 제1 연료 공급 노즐(31)로부터 연료를 급배기구(23b)의 근방의 양측에 있어서의 노 벽(11)에 설치된 각 제1 연료 공급구(31a)를 통해 노(10) 내로 공급하고, 연료를 노(10) 내에 있어서 연소하게 하는 경우보다, 화염의 길이가 더욱 짧아지는 동시에, 노 내의 온도가 낮을 때의 연소성이 높아져서 실화도 방지 할 수 있게 된다.
[0031][0028]그리고, 상기와 같이 각 제1 연료 공급 노즐(31)로부터 연료를 급배기구(23b)의 근방의 양측에 있어서의 노 벽(11)에 설치한 각 제1 연료 공급구(31a)를 통해 노(10) 내로 공급하고, 연료를 노(10) 내에 있어서 연소하게 하는 조작과, 상기의 연소용 공기 공급 경로(23)의 내주를 따라 선회하는 연소용 공기에 대해, 상기의 제2 연료 공급 노즐(32)로부터 급배기구(23b)의 근방에 있어서 연료를 공급 하여, 이와 같이 연료가 공급되어 선회하는 연소용 공기를 상기의 급배기구(23b)를 통해 노(10) 내로 안내하여 연료를 연소하게 하는 조작을 전환하도록 하고, 또한 이러한 조작을 적당한 비율로 조합하거나, 도시하지 않은 유량 조절 밸브에 의해 유량을 조정함으로써, 노(10) 내의 연소시에 있어서의 NOx의 발생량을 저감하게 하고, 연소시의 노(10) 내에 있어서의 화염의 확산을 조정하여, 화염의 길이를 짧게 하는 조정이 간단하게 이루어지게 된다.
[0032][0029]여기서, 상기의 실시 형태의 축열식 연소 설비에 있어서는, 각 제1 연료 공급 노즐(31)의 선단부로부터 연료를 그대로 제1 연료 공급구(31a)를 통해 노(10) 내로 공급하게 하도록 했지만, 도 5에 나타낸 바와 같이, 각 제1 연료 공급 노즐(31)의 선단부에 다공 형상으로 된 분출부(31b)를 설치하고, 이 다공 형상으로 된 분출부(31b)로부터 연료를 노(10) 내로 공급하게 하도록 할 수 있다. 이렇게 하면, 이 다공 형상으로 된 분출부(31b)로부터 연료가 분산되어 제1 연료 공급구(31a)를 통해 분사되어, 연소시의
