专利名称：熔化炉用的燃烧装置及熔化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及将向熔化槽的熔化对象物存在区域的上方的燃烧空间喷出气体燃料的燃料喷出喷嘴设置为、使其从上述燃烧空间的横侧部位喷出气体燃料、对上述燃烧空间朝斜下方供给燃烧用空气的燃烧用空气供给部设在上述燃料喷出喷嘴的上部部位上的熔化炉用的燃烧装置、以及具备该熔化炉用的燃烧装置的熔化炉。
背景技术：
该熔化炉用的燃烧装置是在将玻璃或金属等熔化对象物熔化的熔化炉中使用的。 并且，作为装备有这样的熔化炉用的燃烧装置的熔化炉，有熔化炉用的燃烧装置沿着熔化槽的投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向排列在熔化层的横侧部的、所谓的侧端口型的熔化炉。作为这样的熔化炉用的燃烧装置，有在燃料喷出喷嘴中、在上下方向的一部位设有以在燃料喷出方向观察在水平方向上排列的状态具备多个燃料喷出孔的燃料喷出部、多个燃料喷出孔在俯视中以放射状形成的结构(例如，参照专利文献1 )。专利文献1 日本特开2004 — 301369号公报(图3、图4、图9)。
发明内容
在以往的熔化炉用的燃烧装置中，由于是在燃料喷出喷嘴中、仅在上下方向的一部位设有以沿水平方向排列的状态具备多个燃料喷出孔的燃料喷出部的结构，所以是不能将熔化对象物效率良好地加热的结构。S卩，如果通过从燃烧用空气供给部供给的空气使从燃料喷出喷嘴喷出的气体燃料燃烧，则由其燃烧焰带来的辐射热将熔化对象物加热。通过燃烧焰带来的辐射热将熔化炉的顶棚部也加热，也由被加热的熔化炉的顶棚部的辐射热将熔化对象物加热。即，熔化对象物被燃烧焰的辐射热和熔化炉的顶棚部的辐射热加热，所以希望良好地进行由燃烧焰的辐射热将熔化对象物加热、和由燃烧焰的辐射热将熔化炉的顶棚部加热的两者。但是，以往的熔化炉用的燃烧装置是在燃料喷出喷嘴中、仅在上下方向的一部位设有以沿水平方向排列的状态具备多个燃料喷出孔的燃料喷出部的结构。在通过从燃烧用空气供给部供给的燃烧用空气使从燃料喷出喷嘴喷出的气体燃料燃烧时生成的燃烧焰为上下方向的宽度较窄的状态，难以良好地进行将熔化对象物用燃烧焰的辐射热加热、和将熔化炉的顶棚部用燃烧焰的辐射热加热的两者，希望改善。顺带说一下，在燃烧焰为上下方向的宽度较窄的状态的情况下，在熔化炉的内部中释放的热量变少，在烟道中流动的燃烧排气的温度变高。此外，在熔化炉用的燃烧装置沿着熔化槽的投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向排列在熔化层的横侧部的熔化炉中，在距投入口较近的部位中，熔化前的熔化对象物以在上下方向上凹凸的状态存在，在距取出口较近的部位中，熔化了的熔化对象物以使上表面为平坦状的状态存在，在投入口与取出口之间的中间部位中，虽然熔化中途的熔化对象物不比距投入口较近的部位大，但以在上下方向上凹凸的状态存在。因而，在距投入口较近的部位中，希望燃烧焰向斜上方侧延伸以避免燃烧焰接触在熔化对象物上。在距取出口较近的部位中，希望燃烧焰沿着熔化对象物的上表面较大地延伸、以便能够用燃烧焰将熔化对象物的整体均勻地加热。在投入口与取出口之间的中间部位中，虽然不需要比距投入口较近的部位更大地朝上，但希望燃烧焰向斜上方侧延伸以避免燃烧焰接触在熔化对象物上。因此，在以往的熔化炉用的燃烧装置中，在距投入口较近的部位和距取出口较近的部位中，进行改变燃料喷出喷嘴的设置角度而变更燃烧焰的形成状态的处理。如果改变燃料喷出喷嘴的设置角度，则燃烧装置的设置作业变得麻烦。本发明是鉴于上述实际情况而做出的，其目的在于提供一种能够分别良好地进行通过燃烧焰的辐射热进行的熔化对象物的加热以及通过燃烧焰的辐射热进行的熔化炉的顶棚部的加热的熔化炉用的燃烧装置。此外，本发明的另一目的在于提供一种能够实现燃烧装置的设置作业的简略化、 并形成适合于加热的燃烧焰的熔化炉。本发明的熔化炉用的燃烧装置，是向熔化槽的熔化对象物存在区域的上方的燃烧空间喷出气体燃料的燃料喷出喷嘴设置为、使其从上述燃烧空间的横侧部位喷出气体燃料、对上述燃烧空间将燃烧用空气朝向斜下方供给的燃烧用空气供给部设在上述燃料喷出喷嘴的上部部位上的熔化炉用的燃烧装置，其第1特征结构的特征在于，在上述燃料喷出喷嘴上在燃料喷出方向观察以沿水平方向排列的状态具备多个燃料喷出孔的多个燃料喷出部沿上下方向排列形成；上述多个燃料喷出部的燃料喷出孔在侧视中形成为以放射状排列的状态、并且形成为沿着最上方的燃料喷出孔的燃料喷出方向与最下方的燃料喷出孔的燃料喷出方向之间的角度范围的中央的角度的方向为斜上方的状态；上述多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔形成为在俯视中以放射状排列的状态，并且下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔形成为在俯视中以放射状排列的状态或以平行状排列的状态。S卩，在燃料喷出喷嘴中沿上下方向排列形成的多个燃料喷出部的燃料喷出孔在侧视中形成为以放射状排列的状态，所以气体燃料被以上下扩展的放射状喷出，所以形成上下扩展的燃烧焰。并且，多个燃料喷出部的燃料喷出孔除了在侧视中形成为以放射状排列的状态以夕卜，形成为沿着最上方的燃料喷出孔的燃料喷出方向与最下方的燃料喷出孔的燃料喷出方向之间的角度范围的中央的角度的方向为斜上方的状态。被以上下扩展的放射状喷出的气体燃料整体上看被朝向斜上方喷出，所以形成朝向斜上方延伸的燃烧焰。因而，从在燃料喷出喷嘴中沿上下方向排列形成的多个燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料通过从燃烧用空气供给部供给的空气燃烧而形成的燃烧焰整体上是朝向斜上方延伸的状态，为上下扩展的状态。通过整体上朝向斜上方延伸，避免接触在熔化对象物上，并且通过上下扩展，能够良好地进行通过燃烧焰的辐射热将熔化对象物加热、和通过燃烧焰的辐射热将熔化炉的顶棚部加热的两者。顺带说一下，所谓沿着在侧视中形成为放射状的多个燃料喷出部的燃料喷出孔中的最上方的燃料喷出孔的燃料喷出方向与最下方的燃料喷出孔的燃料喷出方向之间的角度范围的中央的角度的方向为斜上方的状态，有以下的三个情况。第1情况是形成为多个燃料喷出孔全部朝向斜上方的状态的情况。第2情况是形成为多个燃料喷出孔中的最下方的燃料喷出孔的燃料喷出方向是水平方向、其余的燃料喷出孔全部朝向斜上方的状态的情况。第3情况是形成为多个燃料喷出孔中的下方侧的1个或多个燃料喷出孔的燃料喷出方向是朝向斜下方、除了燃料喷出方向是朝向斜下方的燃料喷出孔以外的燃料喷出孔全部朝向斜上方的状态、或者除了燃料喷出方向是朝向斜下方的燃料喷出孔以外的燃料喷出孔中的最下方的燃料喷出孔的燃料喷出方向是水平方向、其余的燃料喷出孔全部朝向斜上方的状态的情况。如第3情况那样、需要具备燃料喷出方向是朝下的燃料喷出孔的情况，可以考虑是熔化槽的熔化对象物存在区域与燃料喷出喷嘴的设置部位之间的上下间隔较大时。并且，当将下方侧的燃料喷出孔的燃料喷出方向朝向斜下方时，以怎样程度朝向下方根据熔化槽的熔化对象物存在区域与燃料喷出喷嘴之间的上下间隔决定。并且，根据第1特征结构，多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔在俯视中形成为以放射状排列的状态，并且下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔在俯视中形成为以放射状排列的状态或以平行状排列的状态。因而，抑制了形成不必要地向上方延伸的燃烧焰，能够适当地进行通过燃烧焰的辐射热将熔化对象物加热、和通过燃烧焰的辐射热将熔化炉的顶棚部加热的两者。S卩，一般在通过燃烧用空气使气体燃料燃烧的情况下，例如从燃烧用空气供给部朝斜下方供给的燃烧用空气的供给速度是8 15m/S，相对于此，从燃料喷出喷嘴喷出的气体燃料的喷出速度为30 50m/S等，气体燃料的喷出速度比燃烧用空气的供给速度快几倍。这样，气体燃料的喷出速度比燃烧用空气的供给速度快几倍，多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔在俯视中形成为以放射状排列的状态。因而，喷出的气体燃料被向左右方向分散，所以能够避免喷出的气体燃料在将从燃烧用空气供给部供给的燃烧用空气推起的状态下燃烧，抑制形成不必要地向上方延伸的燃烧焰。顺带说一下，如果多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔在俯视中形成为以平行状排列的状态、则喷出的气体燃料不向左右方向分散而集中流动，所以在将燃烧用空气推起的状态下燃烧。结果，形成不必要地向上方延伸的燃烧焰，有可能接触在熔化炉的顶棚上而导致使该顶棚较早地损伤等的不良状况，不能适当地进行通过燃烧焰的辐射热将熔化对象物加热、和通过燃烧焰的辐射热将熔化炉的顶棚部加热的两者。并且，从多个燃料喷出部中的下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料比从上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料朝下、将燃烧用空气推起的情况较少。因而，匹配于需要的加热状况，下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔在俯视中形成为以放射状排列的状态或以平行状排列的状态。顺带说一下，如果将下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔在俯视中形成为以放射状排列的状态，则能够形成沿横宽方向扩展的燃烧焰。如果将下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔在俯视中形成为以平行状排列的状态，则能够形成向气体燃料的喷出方向充分延伸的燃烧焰。
总之，根据本发明的第1特征结构，能够提供一种能够分别良好地进行通过燃烧焰的辐射热进行的熔化对象物的加热以及通过燃烧焰的辐射热进行的熔化炉的顶棚部的加热的熔化炉用的燃烧装置。本发明的第2特征结构除了上述第1特征结构以外，其特征在于，上述多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔形成为比下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔大径。S卩，由于多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔形成为比下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔大径，所以能够使从多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料的喷出速度比从多个燃料喷出部中的下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料的喷出速度低速。通过这样使从多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料的喷出速度比从多个燃料喷出部中的下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料的喷出速度低速，能够恰当地避免从多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料在将从燃烧用空气供给部供给的燃烧用空气推起的状态下燃烧。总之，根据本发明的第2特征结构，除了上述第1特征结构带来的作用效果以外， 能够提供一种能够恰当地避免从多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔喷出的气体燃料在将从燃烧用空气供给部供给的燃烧用空气推起的状态下燃烧的熔化炉用的燃烧装置。本发明的第3特征结构除了上述第1特征结构或第2特征结构以外，其特征在于， 设有变更调节对于上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率的变更调节机构。即，通过变更调节机构能够变更调节对于上下多段的燃料喷出部的气体供给比率。S卩，能够调节为上下多段的燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态、上下多段的燃料喷出部中的下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态、以及上下多段的燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量为相同的状态。另外，所谓上下多段的燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量为相同的状态，不仅是两者的气体燃料的喷出量是相同的情况。例如，包括在相当于从燃料喷出喷嘴喷出的气体燃料的喷出量的5%的范围内上方侧的燃料喷出部和下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量不同的情况。即，也包括上方侧的燃料喷出部和下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量为大致相同的状态。并且，如果设为上下多段的燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态，则燃烧焰成为向斜上方侧延伸的状态。如果设为上下多段的燃料喷出部中的下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态，则燃烧焰成为朝向水平方向的长度较大的状态。此外，如果设为上下多段的燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量为相同的状态，则成为虽然不比设为上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态的情况更大地朝向上方、但燃烧焰向斜上方侧延伸、并且、虽然不比设为下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态的情况长、但燃烧焰的朝向水平方向的长度变大的状态。因而，在构成将熔化炉用的燃烧装置沿着熔化槽的投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向排列在熔化层的横侧部的熔化炉的情况下，如果设置为该熔化炉用的燃烧装置，则能够在该熔化炉中形成希望的燃烧焰。S卩，在距投入口较近的部位中，熔化前的熔化对象物以沿上下方向凹凸的状态存在，所以优选的是燃烧焰向斜上方侧延伸以避免燃烧焰接触在熔化对象物上。当设置在距投入口较近的部位上时，如果设为上下多段的燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态，则能够形成向斜上方侧延伸的状态的燃烧焰。此外，在距取出口较近的部位中，熔化的熔化对象物在使上表面为平坦状的状态下存在，所以优选的是燃烧焰沿着熔化对象物的上表面较大地延伸、以便能够通过燃烧焰将熔化对象物的整体均勻地加热。当设置在距取出口较近的部位上时，如果设为上下多段的燃料喷出部中的下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态，则能够形成朝向水平方向的长度变大的状态的燃烧焰。进而，在投入口与取出口之间的中间部位中，由于熔化中途的熔化对象物虽然不比距投入口较近的部位大、但以沿上下方向凹凸的状态存在，所以虽然不需要比距投入口较近的部位更大地朝上，但优选的是燃烧焰向斜上方侧延伸以避免燃烧焰接触在熔化对象物上。当设置在投入口与取出口之间的中间部位上时，如果设为上下多段的燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量为相同的状态，则能够形成虽然不比设为上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态的情况更大地朝向上方、但向斜上方侧延伸的状态的燃烧焰，并且能够形成虽然不比设为下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态的情况长、但朝向水平方向的长度变大的状态的燃烧焰。总之，根据本发明的第3特征结构，除了上述第1或第2特征结构带来的作用效果以外，能够提供能够形成对应于对熔化槽的设置位置的燃烧焰的熔化炉用的燃烧装置。本发明的熔化炉的特征在于，上述第1特征结构 第3特征结构中任一项所述的熔化炉用的燃烧装置沿着上述熔化槽的投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向在上述熔化层的横侧部排列设置有3个以上；设定对于排列设置的多个燃烧装置中的距上述投入口较近的燃烧装置的上述燃料喷出喷嘴的上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率，以使上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部多；设定对于排列设置的多个燃烧装置中的上述投入口与上述取出口之间的中间的燃烧装置的上述燃料喷出喷嘴的上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率，以使上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部相同；设定对于排列设置的多个燃烧装置中的距上述取出口较近的燃烧装置的上述燃料喷出喷嘴的上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率，以使下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部多。S卩，排列设置的多个燃烧装置中的距投入口较近的燃烧装置由于设定对于燃料喷出喷嘴的上下多段的燃料喷出部的气体供给比率以使上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部多，所以成为上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态，成为燃烧焰向斜上方侧延伸的状态。
此外，排列设置的多个燃烧装置中的距取出口较近的燃烧装置由于设定对燃料喷出喷嘴的上下多段的燃料喷出部的气体供给比率以使下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部多，所以成为下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态，成为燃烧焰的朝向水平方向的长度变大的状态。进而，由于将对于排列设置的多个燃烧装置中的投入口与取出口之间的中间的燃烧装置的燃料喷出喷嘴的上下多段的燃料喷出部的气体供给比率设定为使上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部相同，所以成为上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量相同的状态。成为虽然不比设为上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态的情况更大地朝向上方、但燃烧焰向斜上方侧延伸、并且虽然不比设为下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部气体燃料的喷出量多的状态的情况更长、但燃烧焰的朝向水平方向的长度变大的状态。另外，所谓设定对于排列设置的多个燃烧装置中的上述投入口与上述取出口之间的中间的燃烧装置的上述燃料喷出喷嘴的上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率以使上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部相同，不仅是设定为上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量为相同的状态的情况。例如，包括设定为使得在相当于从燃料喷出喷嘴喷出的气体燃料的喷出量的5%的范围内上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量不同的情况。即，也包括设定为使得上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量为大致相同的状态的情况。并且，在距投入口较近的部位，熔化前的熔化对象物以沿上下方向凹凸的状态存在，所以优选的是燃烧焰向斜上方侧延伸以避免燃烧焰接触在熔化对象物上。通过距投入口较近的燃烧装置能够形成为向斜上方侧延伸的状态的燃烧焰。此外，在距取出口较近的部位，熔化的熔化对象物在使上表面为平坦状的状态下存在，所以优选的是燃烧焰沿着熔化对象物的上表面较大地延伸、以便能够用燃烧焰将熔化对象物的整体均勻地加热。通过距取出口较近的燃烧装置，能够形成朝向水平方向的长度变大的状态的燃烧焰。进而，在投入口与取出口之间的中间部位，由于熔化中途的熔化对象物虽然不比距投入口较近的部位大、但是在沿上下方向凹凸的状态下存在，所以虽然不需要比距投入口较近的部位更大地朝上，但优选的是燃烧焰向斜上方侧延伸以避免燃烧焰接触在熔化对象物上。通过投入口与取出口之间的中间的燃烧装置，能够形成虽然不比由距投入口较近的燃烧装置形成的燃烧焰更大地朝向上方、但向斜上方侧延伸的状态的燃烧焰，并且能够形成虽然不比由距取出口较近的燃烧装置形成的燃烧焰更长、但朝向水平方向的长度变大的状态的燃烧焰。因而，在构成将熔化炉用的燃烧装置沿着熔化槽的投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向在熔化层的横侧部排列的熔化炉的情况下，能够在该熔化炉中形成希望的燃烧焰。并且，通过将对于燃料喷出喷嘴的上下多段的燃料喷出部的气体供给比率根据熔化炉用的燃烧装置的对于熔化槽的设置位置设定，形成对应于对熔化槽的设置位置的燃烧焰，所以并列设置在熔化槽的横侧部的多个熔化炉用的燃烧装置只要设置为相同的状态就可以，能够实现燃烧装置的设置作业的简单化。
顺带说一下，在将对于燃料喷出喷嘴的上下多段的燃料喷出部的气体供给比率根据熔化炉用的燃烧装置的对于熔化槽的设置位置设定时，在第3特征结构的熔化炉用的燃烧装置的情况下，通过变更调节对于上下多段的燃料喷出部的气体供给比率的变更调节机构能够设定气体供给比率。在不具备这样的变更调节机构的情况下，通过在对于上下多段的燃料喷出部的气体燃料的供给路中配置用来设定气体供给比率的节流部等，能够设定气体供给比率。总之，本发明的熔化炉能够提供一种能够实现燃烧装置的设置作业的简略化、并且形成适合于加热的燃烧焰的熔化炉。
图1是玻璃熔化炉的纵剖主视图。图2是图1的<一<向视图。图3是玻璃熔化炉的纵剖主视图。图4是玻璃熔化炉的纵剖主视图。图5是玻璃熔化炉的主要部的侧视图。图6是燃料供给部的一部分切掉侧视图。图7是图6的口一口向视图。图8是燃料喷出喷嘴的主视图。图9是另一实施方式的燃料供给部的一部分切掉侧视图。图10是另一实施方式的燃料喷出喷嘴的主视图。图11是另一实施方式的燃料供给部的一部分切掉侧视图。图12是另一实施方式的燃料喷出喷嘴的主视图。图13是另一实施方式的燃料供给部的一部分切掉侧视图。图14是另一实施方式的燃料喷出喷嘴的主视图。图15是实验装置的概略主视图。图16是实验装置的概略侧视图。图17是表示关于顶棚温度的实验结果的图。图18是表示关于地面温度的实验结果的图。图19是表示关于烟道温度的实验结果的图。
具体实施例方式〔实施方式〕
以下，基于
本发明的实施方式。如图1及图2所示，作为熔化炉的玻璃熔化炉在顶棚形成为拱型的炉主体1的下部具备俯视为矩形状的熔化槽2。在区划形成熔化槽2的炉壁4的前面部，形成有投入作为熔化对象物的玻璃原料的投入口 4i，在炉壁4的后面部，形成有将熔化玻璃取出的取出口 4e，在形成有取出口如的炉壁部分的外部，设有用取出口 4e与熔化槽2连通的作业槽3。 在熔化槽2的两横侧部设有使气体燃料在熔化槽2的熔化对象物存在区域的上方的燃烧空间中燃烧的熔化炉用的燃烧装置N。作为熔化炉的玻璃熔化炉构成为，使从投入口 4i投入的玻璃原料一边用熔化槽2熔化一边朝向作业槽3流动、通过取出口如将清洁的熔化玻璃向作业槽3导引。燃烧装置N在熔化槽2的左右两横侧部分别以沿着投入口 4i和取出口如排列的方向(玻璃原料的流动方向)各排列3个的状态设置。并且，构成为，左侧的3个燃烧装置N 和右侧的3个燃烧装置N按照一定时间(例如，约15 30分钟)交替地燃烧。在炉主体1的左右的横外侧部分别设有沿熔化槽前后方向延伸的蓄热室T，燃烧装置N如后述那样构成为，用通过蓄热室T被预热为高温(1000 1200°C )的燃烧用空气A 使气体燃料燃烧。蓄热室T构成为，借助进行了用燃烧装置N的燃烧后的排气E通过，将该排气E保有的热蓄热。燃烧装置N分别也如图5所示，具备从燃烧空间的横侧部位将气体燃料向燃烧空间喷出的燃料供给部W、和设在该燃料供给部W的上方部位、对燃烧空间将燃烧用空气朝向斜下方供给的燃烧用空气供给部K。燃烧用空气供给部K由在炉壁4上开口的空气口 5、和将蓄热室T与空气口 5连通的空气供给路6构成，如上述那样构成为，将通过蓄热室T而被预热为高温的燃烧用空气A 向气体燃料的燃烧域供给。另外，燃烧用空气A的供给速度例如是8 15m/S。空气供给路6的截面形状及其前端的空气口 5的形状如图5所示，是形成为下缘为直线状并且具备将该直线状的下缘的两端连结的向上方突出的弯曲状的上缘的状态的鱼糕状。并且，形成为，空气供给路6的下缘部分在侧视中相对于水平方向倾斜10度，空气供给路的上缘的顶部部分在侧视中相对于水平方向倾斜20度。如图1所示，设有流路切换机构V，所述流路切换机构V切换为将鼓风机S的空气向左右的蓄热室τ的一个供给并且将从另一个蓄热室T排出的排气E向外部排出的状态、 和将鼓风机S的空气向左右的蓄热室T的另一个供给并且将从一个蓄热室T排出的排气向外部排出的状态。构成为，通过由流路切换机构V切换为向左侧的3个燃烧装置N供给燃烧用空气的状态、和向右侧的3个燃烧装置N供给燃烧用空气的状态，如上述那样切换为使左侧的3个燃烧装置N燃烧的状态和使右侧的3个燃烧装置N燃烧的状态。如图6所示，燃料供给部W具备被从气体燃料供给源供给气体燃料的气体供给管部10、连接在该气体供给管部10的前端上的气体供给室部11、以及连接在该气体供给室部的前端上、向燃烧空间喷出气体燃料的燃料喷出喷嘴12而构成。S卩，燃料供给部W构成为将气体供给管部10、气体供给室部11及燃料喷出喷嘴12 一体地组装的单元状。并且，燃料供给部W在使燃料喷出喷嘴12插入在炉壁4的安装孔如中的状态下安装在炉壁4上。顺带说一下，燃料供给部W安装为，使气体供给管部10的长度方向相对于水平方向朝上倾斜5 15度。另外，在本实施方式的例示图中，朝上倾斜10度。在燃料喷出喷嘴12中，也如图8所示，沿上下方向排列形成有两个燃料喷出部F1、 F2，该两个燃料喷出部F1、F2在燃料喷出方向观察分别在沿水平方向排列的状态下具备多个燃料喷出孔13、14。并且，两个燃料喷出部Fl、F2的燃料喷出孔13、14在侧视中形成为以放射状排列的状态。此外，两个燃料喷出部Fl、F2的燃料喷出孔13、14的燃料喷出方向形成为都为斜上方的状态，形成为沿着作为最上方的燃料喷出孔的上方的燃料喷出孔13的燃料喷出方向与作为最下方的燃料喷出孔的下方的燃料喷出孔14的燃料喷出方向之间的角度范围中的中央的角度的方向(以下，简称作中央方向)B为斜上方的状态。此外，如图7所示，两个燃料喷出部Fl、F2中的下方侧的燃料喷出部F2的燃料喷出孔14在俯视中形成为以放射状排列的状态，同样，上方侧的燃料喷出部Fl的燃料喷出孔 13在俯视中形成为以放射状排列的状态。两个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部Fl的燃料喷出孔13与下方侧的燃料喷出部F2的燃料喷出孔14相比、在10%的范围内形成为较大的直径。另外，两个燃料喷出部F1、F2的燃料喷出孔13、14形成为，使孔的长度与孔的直径相比为2倍以上。气体供给室部11如图6及图7所示，与燃料喷出喷嘴12的两个燃料喷出部F1、 F2匹配，区划形成为具备两个燃料供给室G1、G2的状态。具体而言，4方筒状的主体部IlA的前端部连接在燃料喷出喷嘴12的背面部上，在圆筒状的主体部IlA的背部，设有连接着气体供给管部10的背壁部11B。并且，4方筒状的主体部IlA的内部被分隔壁IlC上下区划形成。气体供给管部10作为主要部而构成有从气体供给管(未图示)的连接部以2股状分支的基端侧管部10A、以及分别连接在气体供给室部11的两个燃料供给室G1、G2上的一对管路部分10B，在基端侧管部分IOA与一对管路部分IOB之间配设有流量调整阀R1、R2。设有变更调节对于燃料喷出喷嘴12的两个燃料喷出部Fl、F2的气体供给比率的变更调节机构H。该变更调整机构H使用配设在基端侧管部IOA与一对管路部分IOB之间的流量调整阀R1、R2构成。即，一对流量调整阀Rl、R2被用连结轴20联系，以使其被一体地(同时)开闭，设有将这些流量调整阀R1、R2 —体地(同时)开闭操作的往复摆动操作式的操作杠杆21。进而， 一对流量调整阀Rl、R2构成为，将开度向反方向变更，以使得越使操作杠杆21向一侧摆动则一侧的开度变得越大而另一侧的开度变得越小、并且越使操作杠杆21向另一侧摆动则另一侧的开度变得越大而一侧的开度变得越小。并且，将对于在熔化槽2的左右两横侧部分别在排列有各3个的状态下设置的燃烧装置N的燃料喷出喷嘴12的两个燃料喷出部Fl、F2的气体供给比率通过变更调节机构 H如下述这样设定。S卩，设定对于沿着投入口 4i和取出口如排列的方向(玻璃原料的流动方向)排列设置的3个燃烧装置N中的距投入口 4i较近的燃烧装置N的燃料喷出喷嘴12的两个燃料喷出部F1、F2的气体供给比率，以使上方侧的燃料喷出部Fl比下方侧的燃料喷出部F2多。 具体而言，设定为成为8 2的比率。此外，设定对于沿着投入口 4i和取出口如排列的方向(玻璃原料的流动方向)排列设置的3个燃烧装置N中的、投入口 4i与取出口如之间的中间的燃烧装置N的燃料喷出喷嘴12的两个燃料喷出部Fl、F2的气体供给比率，以使上方侧的燃料喷出部Fl与下方侧的燃料喷出部F2相同。另外，所谓设定对于两个燃料喷出部Fl、F2的气体供给比率以使上方侧的燃料喷出部Fl与下方侧的燃料喷出部F2相同不仅是设定为上方侧的燃料喷出部Fl和下方侧的燃料喷出部F2的气体燃料的喷出量相同的状态的情况。例如，包括设定为、在相当于从燃料喷出喷嘴喷出的气体燃料的喷出量的5%的范围内、上方侧的燃料喷出部Fl与下方侧的燃料喷出部F2的气体燃料的喷出量不同的情况。即，也包括设定为使上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部的气体燃料的喷出量为大致相同的状态的情况。进而，设定对于沿投入口 4i与取出口如排列的方向(玻璃原料的流动方向)排列设置的3个燃烧装置中的距取出口如较近的燃烧装置N的燃料喷出喷嘴12的两个燃料喷出部F1、F2的气体供给比率，以使下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部多。具体而言，设定为成为3:7。因而，如图1 图4所示，由各燃烧装置N形成的火焰的长度变化，以使由距投入口 4i较近的燃烧装置N形成的火焰比由投入口 4i与取出口如之间的中间的燃烧装置N 形成的火焰短、由该中间的燃烧装置N形成的火焰比距取出口如较近的燃烧装置N短。此外，由距投入口 4i较近的燃烧装置N形成的火焰如图1所示，不向下方侧扩展、 而为向上方扩展的倾向。由距取出口 4e较近的燃烧装置N形成的火焰如图4所示，为不向上方扩展、而沿着熔化槽2的熔化对象物存在区域较大地延伸的形态。并且，由投入口 4i与取出口如之间的中间的燃烧装置N形成的火焰如图3所示， 形成为虽然不比由距投入口 4i较近的燃烧装置N形成的火焰更朝上、但比由距取出口如较近的燃烧装置N形成的火焰更朝上的形状。因而，在距投入口 4i较近的部位，熔化前的熔化对象物(玻璃原料)以沿上下方向凹凸的状态存在，所以优选的是燃烧焰向斜上方侧延伸、以避免燃烧焰接触在熔化对象物 (玻璃原料)上。由距投入口 4i较近的燃烧装置N能够形成为向斜上方侧延伸的状态的燃烧焰。此外，在距取出口如较近的部位，熔化的熔化对象物(玻璃原料)以使上表面为平坦状的状态存在，所以优选的是燃烧焰沿着熔化对象物的上表面较大地延伸、以便能够用燃烧焰将熔化对象物(玻璃原料)的整体均勻地加热。由距取出口 4e较近的燃烧装置N能够形成朝向水平方向的长度变大的状态的燃烧焰。进而，在投入口 4i与取出口如之间的中间部位，熔化中途的熔化对象物(玻璃原料)虽然不比距投入口 4i较近的部位大，但以沿上下方向凹凸的状态存在，所以虽然不需要比距投入口 4i较近的部位更大地朝上，但优选的是燃烧焰向斜上方侧延伸、以避免燃烧焰接触在熔化对象物(玻璃原料)上。由投入口 4i与取出口如之间的中间的燃烧装置N能够形成虽然不比由距投入口 4i较近的燃烧装置N形成的燃烧焰更大地朝向上方、但向斜上方侧延伸的状态的燃烧焰，并且能够形成虽然不比由距取出口 4e较近的燃烧装置N形成的燃烧焰长、但朝向水平方向的长度变大的状态的燃烧焰。总之，沿着熔化槽2的投入原料的投入口 4i和将熔化物取出的取出口如排列的方向排列的3个燃烧装置N分别在该熔化炉中形成希望的燃烧焰。〔关于实验结果〕
接着，说明将在上述实施方式中叙述的燃烧喷出部W如图15及图16所示那样装备在实验用加热炉30中而使其燃烧的情况下的实验结果。实验加热炉30的进深D是8. 8m，高度Y是1. 6m，并且，横宽L是1. 8m。供给燃烧用空气A的空气口 31以及连接在该空气口 31上的空气供给路32的截面形状如图16所示那样是横长的长方形状。具体而言，横宽是0.9m，高度是0.45m，空气供给路32的下表面相对于水平方向倾斜10度，上表面相对于水平方向倾斜20度。作为燃烧用空气A，假设将1000°C的空气以4m/S供给。在烟道33中，设有调节排气阻力的风门34。此外，加热炉30的底部形成为单纯的地面35ο在这样的实验设备中，通过燃料供给部W具备的变更调节机构H切换为将对于燃料喷出喷嘴12的两个燃料喷出部F1、F2的气体供给比率设定为上方侧的燃料喷出部Fl比下方侧的燃料喷出部F2多、具体而言为8 :2的比率的状态(以下，简称作朝上设置)、和设定为使上方侧的燃料喷出部Fl与下方侧的燃料喷出部F2相同的状态(以下，简称作标准设置)、以及设定为使下方侧的燃料喷出部F2比上方侧的燃料喷出部F2多、具体而言为3 7 的状态(以下，简称作朝下设置)而使其燃烧，计测实验用加热炉30的地面温度、顶棚温度、 烟道温度，为图17 图19的结果。由该实验结果可知，由燃烧装置N形成的火焰将地面及顶棚适当地加热。顺带说一下，在朝下设置中，烟道温度为高温。其理由是因为，火焰为沿着地面35 较大地延伸的状态，没有将顶棚效率良好地加热而流入到烟道中。另外，计测在烟道33中流动的排气的NOx，结果也得到了成为能够容许的浓度的结果。通过上述实验结果能够验证，如在上述实施方式中详细叙述那样，沿着熔化槽2 的投入原料的投入口 4i和将熔化物取出的取出口如排列的方向排列的燃烧装置N分别在该熔化炉中形成希望的燃烧焰。〔燃料供给部的另一实施方式〕
接着，说明燃料供给部W的另一实施方式。如图9及图10所示，在该另一实施方式中，与上述实施方式同样，在燃料喷出喷嘴 12中，沿上下方向排列形成有两个燃料喷出部F1、F2。并且，在两个燃料喷出部F1、F2的燃料喷出孔13、14在侧视中形成为以放射状排列的状态、并且形成为沿着作为最上方的燃料喷出孔的上方的燃料喷出孔13的燃料喷出方向与作为最下方的燃料喷出孔的下方的燃料喷出孔14的燃料喷出方向之间的角度范围的中央的角度的方向(以下，简称作中央方向)B 为斜上方的状态这些点上，与上述实施方式是同样的。此外，在两个燃料喷出部Fl、F2的多个燃料喷出孔13、14分别以在俯视中以放射状排列的状态装备这一点也与上述实施方式是同样的。与上述实施方式不同的点，是该两个燃料喷出部F1、F2中的上方的燃料喷出部Fl 的燃料喷出孔13的燃料喷出方向是朝向斜上方、相对于此、下方的燃料喷出部F2的燃料喷出孔14的燃料喷出方向虽然是朝向斜上方、但是是接近于水平方向的方向这一点。如图11及图12所示，在该实施方式中，在燃料喷出喷嘴12中，沿上下方向排列形成有3个燃料喷出部F1、F2、F3。3个燃料喷出部F1、F2、F3分别以在燃料喷出方向观察沿水平方向排列的状态具备多个燃料喷出孔13、14、15。此外，3个燃料喷出部F1、F2、F3的多个燃料喷出孔13、14、15分别形成为俯视以放射状排列的状态。并且，3个燃料喷出部F1、F2、F3的燃料喷出孔13、14、15在侧视中形成为以放射状排列的状态、并且形成为沿着作为最上方的燃料喷出孔的上方的燃料喷出孔13的燃料喷出方向与作为最下方的燃料喷出孔的下方的燃料喷出孔15的燃料喷出方向之间的角度范围的中央的角度的方向(以下，简称作中央方向)B为斜上方的状态。3个燃料喷出部F1、F2、F3中的上方的燃料喷出部Fl及上下中间的燃料喷出部F2 的燃料喷出孔13、14的燃料喷出方向是朝向斜上方，相对于此，下方的燃料喷出部F3的燃料喷出孔15的燃料喷出方向虽然是朝向斜上方、但是是接近于水平方向的方向。此外，在该实施方式中，在气体供给管部10中设有3个管部分10B，气体供给室部 11被区划为3个燃料室G1、G2、G3，构成变更调整机构H的3个流量调整阀R1、R2、R3分别以操作自如的状态、分别对应于上述3个管部分IOB而设置。如图13及图14所示，在该实施方式中，在燃料喷出喷嘴12中，沿上下方向排列形成有4个燃料喷出部Fl、F2、F3、F4，4个燃料喷出部Fl、F2、F3、F4分别以在燃料喷出方向观察沿水平方向排列的状态具备多个燃料喷出孔13、14、15、16。并且，4个燃料喷出部F1、F2、F3、F4的燃料喷出孔13 16在侧视中形成为以放射状排列的状态、并且形成为沿着作为最上方的燃料喷出孔的上方的燃料喷出孔13的燃料喷出方向与作为最下方的燃料喷出孔的下方的燃料喷出孔16的燃料喷出方向之间的角度范围的中央的角度的方向(以下，简称作中央方向)B为斜上方的状态。4个燃料喷出部Fl F4中的上方的燃料喷出部Fl及上下中间的燃料喷出部F2、 F3的燃料喷出孔13、14、15的燃料喷出方向是朝向斜上方，相对于此，下方的燃料喷出部F4 的燃料喷出孔16的燃料喷出方向虽然是接近于水平方向的方向、但是是朝向斜下方。此外，在该实施方式中，设有4个管部分10B，气体供给室部11被区划为3个燃料室G1、G2、G3、G4。并且，构成变更调整机构H的4个流量调整阀R1、R2、R3、R4分别以操作自如的状态与上述4个管部分IOB分别对应而设置。〔另一实施方式〕 接着，说明另一实施方式。(A)本发明的熔化炉用的燃烧装置如在上述实施方式中例示那样，优选的是在熔化槽的横侧部、沿着投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向(玻璃原料的流动方向)排列设置，但并不一定需要以这样的形态设置，能够适用于各种形态的熔化炉。(B)本发明的熔化炉用的燃烧装置除了适用于在上述实施方式中例示的玻璃熔化炉以外，还能够作为使玻璃原料以外的金属熔化的熔化炉等、各种熔化炉的燃烧装置使用。(C)在上述实施方式中，例示了熔化炉用的燃料装置在熔化槽的横侧部沿着投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向(玻璃原料的流动方向)排列设置3个的情况。也可以将两个熔化炉用的燃烧装置沿着投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向(玻璃原料的流动方向)排列设置。此外，也可以将4个以上的熔化炉用的燃烧装置沿着投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向(玻璃原料的流动方向) 排列设置。另外，在将两个熔化炉用的燃烧装置沿着投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向(玻璃原料的流动方向)排列设置的情况下，由距投入口较近的燃烧装置形成朝上的燃烧焰，由距取出口较近的燃烧装置形成沿着熔化对象物的上表面较大地延伸的燃烧焰。此外，在将4个以上的熔化炉用的燃烧装置沿着投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向(玻璃原料的流动方向)排列设置的情况下，与将燃烧装置排列3个的情况同样，优选的是，由距投入口较近的燃烧装置形成作为向斜上方侧延伸的状态的燃烧焰，由距取出口较近的燃烧装置形成朝向水平方向的长度变大的状态的燃烧焰，由位于投入口与取出口之间的中间的燃烧装置，形成虽然不比由距投入口较近的燃烧装置形成的燃烧焰更大地朝向上方、但是是向斜上方侧延伸的状态、并且虽然不比由距取出口较近的燃烧装置形成的燃烧焰长、但是为朝向水平方向的长度变大的状态的燃烧焰。(D)在上述实施方式中，例示了在燃料喷出喷嘴中上下排列具备2 4个燃料喷出部的情况，但也可以具备5个以上的燃料喷出部。此外，关于各燃料喷出部，沿水平方向排列具备的燃料喷出孔的数量能够进行各种变更。并且，关于各燃料喷出部具备的燃料喷出孔的数量并不一定需要设为相同，能够进行变更。(E)在上述实施方式中，例示了在燃料喷出喷嘴中具备的上下的燃烧喷出部中的下方侧的燃料喷出部具备的多个燃料喷出孔在俯视中以放射状排列的状态，但也可以形成为多个燃料喷出孔以平行状排列的状态来实施。产业上的可利用性
本发明能够在向熔化槽的熔化对象物存在区域的上方的燃烧空间喷出气体燃料的燃料喷出喷嘴设置为使其从上述燃烧空间的横侧部位喷出气体燃料、对上述燃烧空间将燃烧用空气朝向斜下方供给的燃烧用空气供给部设在上述燃料喷出喷嘴的上部部位上、能够分别良好地进行通过燃烧焰的辐射热进行的熔化对象物的加热以及通过燃烧焰的辐射热进行的熔化炉的顶棚部的加热的各种熔化炉用的燃烧装置中采用。附图标记说明 2熔化槽
4i投入口 4e取出口 12燃料喷出喷嘴 13燃料喷出孔 14燃料喷出孔 15燃料喷出孔 16燃料喷出孔 A燃烧用空气 B沿着中央的角度的方向 Fl燃料喷出部 F2燃料喷出部 F3燃料喷出部 F4燃料喷出部 H变更调节机构K燃烧用空气供给部 N熔化炉用的燃烧装置。
权利要求
1.一种熔化炉用的燃烧装置，是向熔化槽的熔化对象物存在区域的上方的燃烧空间喷出气体燃料的燃料喷出喷嘴设置为、使其从上述燃烧空间的横侧部位喷出气体燃料、对上述燃烧空间将燃烧用空气朝向斜下方供给的燃烧用空气供给部设在上述燃料喷出喷嘴的上部部位上的熔化炉用的燃烧装置，其特征在于，在上述燃料喷出喷嘴中在燃料喷出方向观察以沿水平方向排列的状态具备多个燃料喷出孔的多个燃料喷出部沿上下方向排列形成；上述多个燃料喷出部的燃料喷出孔在侧视中形成为以放射状排列的状态、并且形成为沿着最上方的燃料喷出孔的燃料喷出方向与最下方的燃料喷出孔的燃料喷出方向之间的角度范围的中央的角度的方向为斜上方的状态；上述多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔形成为在俯视中以放射状排列的状态，并且下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔形成为在俯视中以放射状排列的状态或以平行状排列的状态。
2.如权利要求1所述的熔化炉用的燃烧装置，其特征在于，上述多个燃料喷出部中的上方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔形成为比下方侧的燃料喷出部的燃料喷出孔大径。
3.如权利要求1或2所述的熔化炉用的燃烧装置，其特征在于，设有变更调节对于上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率的变更调节机构。
4.一种熔化炉，其特征在于，权利要求1 3中任一项所述的熔化炉用的燃烧装置沿着上述熔化槽的投入原料的投入口和将熔化物取出的取出口排列的方向在上述熔化层的横侧部排列设置有3个以上；设定对于排列设置的多个燃烧装置中的距上述投入口较近的燃烧装置的上述燃料喷出喷嘴的上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率，以使上方侧的燃料喷出部比下方侧的燃料喷出部多；设定对于排列设置的多个燃烧装置中的上述投入口与上述取出口之间的中间的燃烧装置的上述燃料喷出喷嘴的上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率，以使上方侧的燃料喷出部与下方侧的燃料喷出部相同；设定对于排列设置的多个燃烧装置中的距上述取出口较近的燃烧装置的上述燃料喷出喷嘴的上述上下多段的燃料喷出部的气体供给比率，以使下方侧的燃料喷出部比上方侧的燃料喷出部多。
全文摘要
提供一种能够分别良好地进行通过燃烧焰的辐射热进行的熔化对象物的加热以及通过燃烧焰的辐射热进行的熔化炉的顶棚部的加热的熔化炉用的燃烧装置。在向熔化槽(2)的熔化对象物存在区域的上方的燃烧空间喷出气体燃料的燃料喷出喷嘴(12)中在燃料喷出方向观察以沿水平方向排列的状态具备多个燃料喷出孔(13、14)的多个燃料喷出部(F1、F2)在上下方向上排列形成，多个燃料喷出部(F1、F2)的燃料喷出孔(13、14)在侧视中形成为以放射状排列的状态、并且形成为沿着最上方的燃料喷出孔(13)的燃料喷出方向与最下方的燃料喷出孔(14)的燃料喷出方向之间的角度范围的中央的角度的方向(B)为斜上方的状态，多个燃料喷出部(F1、F2)中的上方侧的燃料喷出部(F1)的燃料喷出孔(13)形成为在俯视中以放射状排列的状态。
文档编号F27D7/02GK102549368SQ201080047710
公开日2012年7月4日 申请日期2010年9月7日 优先权日2009年10月23日
发明者井上仁司, 平野诚 申请人:大阪瓦斯株式会社