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公開番号2025126653
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022987
出願日2024-02-19
発明の名称バーナノズル、バーナおよび加熱炉
出願人出光興産株式会社,出光エンジニアリング株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類F23D 14/48 20060101AFI20250822BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】炉壁の加熱性能が高くかつ安定した輻射加熱式のバーナ、バーナノズルおよび加熱炉を提供する。
【解決手段】加熱炉10の炉壁11に形成された吹込口12に設置されて吹込口12に供給される燃料ガスと空気との混合ガス41を炉壁11に沿って噴出させるバーナ20のバーナノズル30であって、吹込口12からの混合ガス41を炉内の熱により加熱する加熱通路37と、加熱通路37からの混合ガス43を炉壁11に沿って噴出させる壁側噴出口34と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
加熱炉の炉壁に形成された吹込口に設置されて前記吹込口に供給される燃料ガスと空気との混合ガスを前記炉壁に沿って噴出させるバーナノズルであって、
前記吹込口からの前記混合ガスを炉内の熱により加熱する加熱通路と、前記加熱通路からの前記混合ガスを前記炉壁に沿って噴出させる壁側噴出口と、を有するバーナノズル。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載のバーナノズルにおいて、
前記吹込口から炉内側へ延びるパイプ部材と、前記パイプ部材の炉内側部分を覆う有底筒状のカバー部材と、を有し、
前記加熱通路は、前記パイプ部材の内部に形成される第１加熱通路と、前記パイプ部材と前記カバー部材との間に形成される第２加熱通路と、を有するバーナノズル。
【請求項３】
請求項２に記載のバーナノズルにおいて、
前記カバー部材の前記炉壁側の端部は前記炉壁まで延長され、
前記壁側噴出口は、前記カバー部材の前記炉壁側の部分に形成された貫通孔であるバーナノズル。
【請求項４】
請求項２に記載のバーナノズルにおいて、
前記カバー部材の前記炉壁側の端部は前記炉壁との間に隙間をあけて配置され、
前記壁側噴出口は、前記隙間により形成されるバーナノズル。
【請求項５】
請求項２に記載のバーナノズルにおいて、
伝熱部材を介して前記カバー部材が前記パイプ部材に支持されるバーナノズル。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のバーナノズルにおいて、
前記壁側噴出口より炉内側に、前記加熱通路を通る前記混合ガスを前記炉壁に向けて噴出させる傾斜噴出口を有するバーナノズル。
【請求項７】
請求項６に記載の本発明のバーナノズルにおいて、
前記加熱通路に配置され、前記加熱通路を通る前記混合ガスを前記傾斜噴出口に誘導する誘導部材を有するバーナノズル。
【請求項８】
請求項７に記載のバーナノズルにおいて、
前記誘導部材から前記壁側噴出口までの間に、前記加熱通路を炉外に連通させる連通口を有するバーナノズル。
【請求項９】
加熱炉の炉壁に形成された吹込口に燃料ガスと空気との混合ガスを供給するバーナ本体と、前記吹込口に設置されて前記混合ガスを前記炉壁に沿って噴出させるバーナノズルと、を有し、
前記バーナノズルは、前記吹込口からの前記混合ガスを炉内の熱により加熱する加熱通路と、前記加熱通路からの前記混合ガスを前記炉壁に沿って噴出させる壁側噴出口と、を有するバーナ。
【請求項１０】
内部に加熱対象物が配置される炉体と、前記炉体に設置されたバーナと、を有する加熱炉であって、
前記バーナは、前記炉体の炉壁に形成された吹込口に燃料ガスと空気との混合ガスを供給するバーナ本体と、前記吹込口に設置されて前記混合ガスを前記炉壁に沿って噴出させるバーナノズルと、を有し、
前記バーナノズルは、前記吹込口からの前記混合ガスを炉内の熱により加熱する加熱通路と、前記加熱通路からの前記混合ガスを前記炉壁に沿って噴出させる壁側噴出口と、を有する加熱炉。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はバーナノズル、バーナおよび加熱炉に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ボイラーや分解炉などの加熱炉には燃焼式の加熱炉が用いられている。燃焼式の加熱炉では、炉壁に設置されたバーナにより炉内に高温の燃焼ガスを生成し、炉内に配置された熱媒配管などの加熱対象物を加熱している。
加熱炉用のバーナでは、炉外側から燃料ガスおよび空気を供給し、炉壁に設置されたバーナノズルから混合ガスとして炉内へ吹き込み、炉内の高熱により着火させて高温の燃焼ガスを生成している（特許文献１参照）。
加熱炉用のバーナにおいては、高温の燃焼ガスで炉壁を加熱し、高温にした炉壁からの輻射熱により炉内を加熱するものも用いられる（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１３９６５７号公報
特開昭５２－１１１０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した加熱炉用のバーナとして、燃焼ガスで周囲の炉壁を加熱して炉壁からの輻射熱で加熱対象物を加熱する輻射加熱式のバーナおよびバーナノズルが開発されている。
輻射加熱式のバーナでは、燃料ガスと空気との混合ガスの吹込口を炉壁内面に形成し、この吹込口を覆うように偏平なカップ状のバーナノズルを設置する。バーナノズルは周面に複数の開口が形成され、各々から全周に混合ガスを噴出する。噴出された混合ガスは炉内の熱で着火され、高温の燃焼ガスとなって周囲の炉壁内面に沿って流れる。
このような輻射加熱式のバーナによれば、炉壁の壁面が高温の燃焼ガスにより加熱され、炉壁からの輻射熱により炉内中心部に配置された加熱対象物を加熱できる。この際、高温の燃焼ガスは炉壁内面に沿って流れ、炉内中心部に向かわないため、燃焼ガスの直接的な加熱による加熱対象物の損傷などを防止できる。
【０００５】
前述した輻射加熱式バーナでは、燃料ガスの種類が異なると、周面開口から噴出される混合ガスの着火ないし燃焼が円滑に行われず、燃焼ガスによる炉壁の加熱温度が十分な高温にならないことがある。例えば、通常はメタンガスを燃料とする輻射加熱式バーナノズルにおいて、燃料にアンモニアガスを混合した場合など、燃焼速度がメタンガスよりも遅く、炉壁を加熱する燃料ガスの燃焼状態が不安定となるため、燃料としては高カロリーであるにも拘わらず炉壁に高温が得られないという問題があった。
【０００６】
本発明は、炉壁の加熱性能が高くかつ安定した輻射加熱式のバーナ、バーナノズルおよび加熱炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のバーナノズルは、加熱炉の炉壁に形成された吹込口に設置されて前記吹込口に供給される燃料ガスと空気との混合ガスを前記炉壁に沿って噴出させるバーナノズルであって、前記吹込口からの前記混合ガスを炉内の熱により加熱する加熱通路と、前記加熱通路からの前記混合ガスを前記炉壁に沿って噴出させる壁側噴出口と、を有する。
【０００８】
このような本発明では、吹込口に供給される混合ガスは加熱通路を通り、壁側噴出口から炉壁に沿って噴出され、燃焼ガスとなって炉壁を加熱する。加熱通路は炉内に配置されて炉内の熱により高温に保たれ、通過する混合ガスを加熱して高温にできる。噴出前から予め高温にしておくことで、噴出された混合ガスの燃焼が促進され、効率よく高温の燃焼ガスを生成して炉壁を加熱できる。これにより、炉壁の加熱性能を高くでき、かつ安定した輻射加熱が可能となる。そして、異なる種類の燃料ガスを用いた場合でも安定した燃焼ガスを生成でき、炉内の加熱対象物の損傷防止にも寄与できる。
【０００９】
本発明のバーナノズルにおいて、前記吹込口から炉内側へ延びるパイプ部材と、前記パイプ部材の炉内側部分を覆う有底筒状のカバー部材と、を有し、前記加熱通路は、前記パイプ部材の内部に形成される第１加熱通路と、前記パイプ部材と前記カバー部材との間に形成される第２加熱通路と、を有することが好ましい。
【００１０】
このような本発明では、パイプ部材にカバー部材を被せることで内部に加熱通路を形成する。パイプ部材とカバー部材とは、例えば同軸状に配置された二重の筒体とすることができる。吹込口からの混合ガスは、パイプ部材の内部の第１加熱通路を通り、その先端でカバー部材の内部に入って折返し、第２加熱通路を吹込口側つまり炉壁側へ戻る。パイプ部材およびカバー部材は炉内側（炉内において炉壁から離れる側）へ延びており、第１加熱通路および第２加熱通路も所定の長さにわたって炉内に配置され、炉内の熱により通過する混合ガスを加熱できる。これにより、パイプ部材にカバー部材を被せる簡易な構造でありながら、効率よく混合ガスの予備加熱を行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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