特開 2025-28448 蓄熱式水素燃焼設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025028448

(43)【公開日】2025-03-03

(54)【発明の名称】蓄熱式水素燃焼設備

(51)【国際特許分類】

   F23L 15/02 20060101AFI20250221BHJP

   F23D 14/22 20060101ALI20250221BHJP

【ＦＩ】

F23L15/02

F23D14/22 E

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023133263

(22)【出願日】2023-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】000211123

【氏名又は名称】中外炉工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087572

【弁理士】

【氏名又は名称】松川 克明

(72)【発明者】

【氏名】河本 祐作

(72)【発明者】

【氏名】仲井 和成

【テーマコード（参考）】

3K019

3K023

【Ｆターム（参考）】

3K019AA01

3K019BB04

3K019BD03

3K019CA03

3K023QA18

3K023QB01

3K023QC05

3K023QC07

3K023SA00

(57)【要約】

【課題】 燃焼動作と蓄熱動作を交互に行う対になった蓄熱式燃焼バーナーを備えた蓄熱式燃焼設備において、燃料の不完全燃焼によって煤が発生するなどの問題を解消する。
【解決手段】 水素Ｈ_２を炉Ｒ１内に噴出させる燃料噴射ノズル１０の両側に給排気口２０ａ，２０ｂを設け、蓄熱体３４ａ，３４ｂが収容された蓄熱部３３ａ，３３ｂにおいて加熱された空気Ａｉｒを一方の給排気口から炉内に噴射させて、燃料噴射ノズルから炉内に噴射された水素を燃焼させる燃焼動作を行う一方、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを他方の給排気口を通して蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を交互に行うようにした。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素を炉内に噴出させる燃料噴射ノズルの両側に給排気口を設け、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を一方の給排気口から炉内に噴射させて、燃料噴射ノズルから炉内に噴射された水素を燃焼させる燃焼動作を行う一方、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを他方の給排気口を通して蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を交互に行うことを特徴とする蓄熱式水素燃焼設備。

【請求項2】

請求項１に記載の蓄熱式水素燃焼設備において、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を一方の給排気口から炉内に噴射させる動作と、他方の給排気口を通して蓄熱部に導く動作とを同時に切り換えて行うことを特徴とする蓄熱式水素燃焼設備。

【請求項3】

水素を炉内に噴出させる燃料噴射ノズルと、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を炉内に噴射させる動作と、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる動作とを行う給排気口とを有する蓄熱式燃焼バーナーを対になって設け、一方の蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料噴出ノズルから水素を炉内に噴出させると共に、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された空気を給排気口から炉内に噴出させて、水素を空気と混合させて炉内で燃焼させる燃焼動作を行う一方、他方の蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料噴出ノズルから水素を炉内に噴出させるのを停止させ、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を行い、対になった蓄熱式燃焼バーナーにおいて燃焼動作と蓄熱動作とを交互に行うことを特徴とする蓄熱式水素燃焼設備。

【請求項4】

請求項３に記載の蓄熱式水素燃焼設備において、前記の対になった蓄熱式燃焼バーナーにおける燃焼動作と蓄熱動作とを切り換えるにあたり、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を一方の給排気口から炉内に噴射させる動作と、他方の給排気口を通して蓄熱部に導く動作とを同時に切り換えて行うことを特徴とする蓄熱式水素燃焼設備。

【請求項5】

請求項３又は請求項４に記載の蓄熱式水素燃焼設備において、前記の燃料噴射ノズルへの水素の供給と停止とを切り換える燃料切換弁を設けると共に、前記の燃料噴射ノズルに不活性ガスを供給する不活性ガス供給管を設け、前記の燃料切換弁により水素の供給が停止された燃料噴射ノズルに、前記の不活性ガス供給管から不活性ガスを供給することを特徴とする蓄熱式水素燃焼設備。

【請求項6】

請求項３又は請求項４に記載の蓄熱式水素燃焼設備において、前記の燃料噴射ノズルへの水素の供給と停止とを切り換える燃料切換弁を、前記の燃料噴射ノズルにおける噴出口の近くに設けたことを特徴とする蓄熱式水素燃焼設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料噴出ノズルから燃料を炉内に噴出させると共に、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された空気を給排気口から炉内に噴出させて、燃料を空気と混合させて炉内で燃焼させる燃焼動作と、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを給排気口から蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作とを行うようにした蓄熱式燃焼設備において、燃料に水素を用いた蓄熱式水素燃焼設備に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、鋼材などの各種の被処理物を加熱処理する工業炉などにおいては、炉内において燃料を燃焼させた燃焼排ガスの熱を有効に利用するため、燃料噴出ノズルから燃料を炉内に噴出させると共に、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された空気を給排気口から炉内に噴出させて、燃料を空気と混合させて炉内で燃焼させる燃焼動作と、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを給排気口から蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作とを行うようにした蓄熱式燃焼設備が知られている。

【0003】

そして、このような蓄熱式燃焼設備としては、特許文献１に示されるように、燃料噴射ノズルの両側に給排気口を設け、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を一方の給排気口から炉内に噴射させて、燃料噴射ノズルから炉内に噴射された燃料を燃焼させる燃焼動作を行う一方、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを他方の給排気口を通して蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を交互に行うようにしたものが知られている。

【0004】

また、特許文献２に示されるように、燃料を炉内に噴出させる燃料噴射ノズルと、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を炉内に噴射させる動作と、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる動作とを行う給排気口とを有する蓄熱式燃焼バーナーを対になって設け、一方の蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料噴出ノズルから燃料を炉内に噴出させると共に、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された空気を給排気口から炉内に噴出させて、燃料を空気と混合させて炉内で燃焼させる燃焼動作を行う一方、他方の蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料噴出ノズルから燃料を炉内に噴出させるのを停止させ、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を行い、対になった蓄熱式燃焼バーナーにおいて燃焼動作と蓄熱動作とを交互に切り換えて行うようにしたものが知られている。

【0005】

ここで、従来の蓄熱式燃焼設備における前記のような各蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料として、一般に炭化水素ガス等の化石燃料が使用されている。

【0006】

ここで、前記の特許文献１に示されるように、燃料噴射ノズルから炭化水素ガス等の化石燃料を噴出させると共に、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を一方の給排気口から炉内に噴射させて、燃料噴射ノズルから炉内に噴射された燃料を燃焼させる燃焼動作と、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを他方の給排気口を通して蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作とを交互に切り換えるようにした場合、この切り換え時に空気が一時的に不足して、燃料噴射ノズルから炉内に噴出された化石燃料が完全に燃焼されずに煤が発生して、被処理物が汚損されるという問題があった。

【0007】

また、前記の特許文献２に示されるように、一方の蓄熱式燃焼バーナーにおいて、燃料噴出ノズルから化石燃料を炉内に噴出させると共に、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された空気を給排気口から炉内に噴出させて、化石燃料を空気と混合させて炉内で燃焼させる燃焼動作を行う一方、他方の蓄熱式燃焼バーナーにおいて、燃料噴出ノズルから燃料を炉内に噴出させるのを停止させ、炉内において化石燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を行い、対になった蓄熱式燃焼バーナーにおいて燃焼動作と蓄熱動作とを交互に切り換えて行うようにした場合にも、空気が一時的に不足して、燃焼動作と蓄熱動作との切り換え時に、燃料噴射ノズルから炉内に噴出された化石燃料が完全に燃焼されずに煤が発生して、被処理物が汚損されるという問題があった。

【0008】

そして、前記の特許文献２に示されるものにおいては、図１に示すように、一方の蓄熱式燃焼バーナー１Ａにおいて、燃料噴出ノズル２ａから炭化水素ガス等の化石燃料Ｇを炉Ｒ内に噴出させると共に、蓄熱体３ａが収容された蓄熱部４ａを通して加熱された空気Ａｉｒを給排気口５ａから炉Ｒ内に噴出させて、化石燃料Ｇを空気Ａｉｒと混合させて炉Ｒ内で燃焼させる燃焼動作と、他方の蓄熱式燃焼バーナー１Ｂにおいて、燃料噴出ノズル２ｂから化石燃料Ｇを炉Ｒ内に噴出させるのを停止させ、炉Ｒ内において化石燃料Ｇが燃焼された後の燃焼排ガスを給排気口５ｂから蓄熱部４ｂに導いて蓄熱部４ｂに収容された蓄熱体３ｂに燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作とを交互に切り換えるにあたり、図２に示すように、何れの蓄熱式燃焼バーナー１Ａ、１Ｂにおいても、燃焼動作を開始する時点においては、先に蓄熱体３ａ，３ｂが収容された蓄熱部４ａ，４ｂを通して加熱された空気Ａｉｒを給排気口５ａ，５ｂから炉Ｒ内に噴出させた後、燃料噴出ノズル２ａ，２ｂから化石燃料Ｇを炉Ｒ内に噴出させて燃焼を開始させる一方、蓄熱動作を開始する時点においては、先に燃料噴出ノズル２ａ，２ｂから炉Ｒ内への化石燃料Ｇの噴出を停止させた後、蓄熱体３ａ，３ｂが収容された蓄熱部４ａ，４ｂを通して加熱された空気Ａｉｒを給排気口５ａ，５ｂから炉Ｒ内に噴出させる動作を停止させるようにして、燃料噴出ノズル２ａ，２ｂから炉Ｒ内に化石燃料Ｇが噴出されるときには、必ず蓄熱体３ａ，３ｂが収容された蓄熱部４ａ，４ｂを通して加熱されて給排気口５ａ，５ｂから炉Ｒ内に噴出された空気Ａｉｒが不足しないようにして、燃焼時に煤の発生を抑制することが示されている。

【0009】

しかし、このようにすると、何れの蓄熱式燃焼バーナー１Ａ、１Ｂにおいても燃焼が行われない時間が生じ、図２に示すように、この時点においては、炉Ｒ内の温度が低下して、炉Ｒ内の温度が変動し、被処理物を適切な温度で加熱処理することができなくなるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特許第４６０２８５８号公報

【特許文献2】特許第３１５９６０６号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、燃料噴出ノズルから燃料を炉内に噴出させると共に、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された空気を給排気口から炉内に噴出させて、燃料を空気と混合させて炉内で燃焼させる燃焼動作と、炉内において燃料が燃焼された後の燃焼排ガスを給排気口から蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作とを行うようにした蓄熱式燃焼設備における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る第１の蓄熱式水素燃焼設備においては、前記のような課題を解決するため、水素を炉内に噴出させる燃料噴射ノズルの両側に給排気口を設け、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を一方の給排気口から炉内に噴射させて、燃料噴射ノズルから炉内に噴射された水素を燃焼させる燃焼動作を行う一方、炉内において水素が燃焼された後の燃焼排ガスを他方の給排気口を通して蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を交互に行うようにした。

【0013】

ここで、前記の第１の蓄熱式水素燃焼設備においては、燃料噴射ノズルから炉内に噴出させる燃料に水素を使用しているため、燃料噴射ノズルから炉内に噴出された水素が完全に燃焼されなくても、従来の化石燃料のように煤が発生するということがなく、被処理物が汚損されるのが防止されると共に、水素は燃焼性が非常に高いため、未燃焼の水素が生じても速やかに燃焼されるようになる。

【0014】

そして、前記の第１の蓄熱式水素燃焼設備においては、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を一方の給排気口から炉内に噴射させる動作と、他方の給排気口を通して蓄熱部に導く動作とを同時に切り換えて行うようにした場合、切り換え時に、燃料噴射ノズルから炉内に噴出された水素が完全に燃焼されずに残ったとしても、前記のように煤が発生するということがなく、被処理物が汚損されるのが防止されると共に、水素は燃焼性が非常に高いため、未燃焼の水素が生じても速やかに燃焼されるようになる。

【0015】

また、本発明に係る第２の蓄熱式水素燃焼設備においては、前記のような課題を解決するため、水素を炉内に噴出させる燃料噴射ノズルと、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を炉内に噴射させる動作と、炉内において水素が燃焼された後の燃焼排ガスを蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる動作とを行う給排気口とを有する蓄熱式燃焼バーナーを対になって設け、一方の蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料噴出ノズルから水素を炉内に噴出させると共に、蓄熱体が収容された蓄熱部を通して加熱された空気を給排気口から炉内に噴出させて、水素を空気と混合させて炉内で燃焼させる燃焼動作を行う一方、他方の蓄熱式燃焼バーナーにおいては、燃料噴出ノズルから水素を炉内に噴出させるのを停止させ、炉内において水素が燃焼された後の燃焼排ガスを蓄熱部に導いて蓄熱部に収容された蓄熱体に燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を行い、対になった蓄熱式燃焼バーナーにおいて燃焼動作と蓄熱動作とを交互に行うようにした。

【0016】

ここで、第２の蓄熱式水素燃焼設備においても、前記の第１の蓄熱式水素燃焼設備と同様に、燃料噴射ノズルから炉内に噴出させる燃料に水素を使用しているため、燃料噴射ノズルから炉内に噴出された水素が完全に燃焼されなくても、従来の化石燃料のように煤が発生するということがなく、被処理物が汚損されるのが防止されると共に、水素は燃焼性が非常に高いため、未燃焼の水素が生じても速やかに燃焼されるようになる。

【0017】

そして、前記の第２の蓄熱式水素燃焼設備において、対になった蓄熱式燃焼バーナーにおける燃焼動作と蓄熱動作とを切り換えるにあたり、蓄熱体が収容された蓄熱部において加熱された空気を一方の給排気口から炉内に噴射させる動作と、他方の給排気口を通して蓄熱部に導く動作とを同時に切り換えて行うようにした場合、切り換え時に、燃焼状態における燃料噴射ノズルから炉内に噴出された水素が完全に燃焼されずに残ったとしても、前記のように煤が発生するということがなく、被処理物が汚損されるのが防止されると共に、水素は燃焼性が非常に高いため、未燃焼の水素が生じても、他方の蓄熱式燃焼バーナーにおける燃焼動作により速やかに燃焼されるようになる。

【0018】

また、前記の第２の蓄熱式水素燃焼設備においては、前記の燃料噴射ノズルへの水素の供給と停止とを切り換える燃料切換弁を設けると共に、前記の燃料噴射ノズルに不活性ガスを供給する不活性ガス供給管を設け、前記の燃料切換弁により水素の供給が停止された燃料噴射ノズルに、前記の不活性ガス供給管から不活性ガスを供給することが好ましい。このようにすると、燃焼動作を停止した燃料噴射ノズル内に不活性ガスが供給されて、炉内における空気が前記の燃料噴射ノズル内に流入するのが防止され、次に、この燃料噴射ノズル内に水素を供給して燃焼動作を行う場合に、水素が燃料噴射ノズル内における空気と混合して、燃料噴射ノズル内で爆発が起こるのを防止できる。

【0019】

また、前記の第２の蓄熱式水素燃焼設備においては、前記の燃料噴射ノズルへの水素の供給と停止とを切り換える燃料切換弁を、前記の燃料噴射ノズルにおける噴出口の近くに設けることが好ましい。このように、前記の燃料切換弁を、燃料噴射ノズルにおける噴出口の近くに設けると、前記の燃料切換弁を閉じた場合に、燃焼動作を停止させた燃料噴射ノズルと燃料切換弁との間の空間が小さくなって、炉内の空気が燃料噴射ノズル内に流れ込む量を非常に少なくすることができ、この燃料噴射ノズル内に水素を供給して燃焼動作を行う場合に、水素が燃料噴射ノズル内の空気と混合して、燃料噴射ノズル内で爆発が起こるの抑制できるようになる。

【発明の効果】

【0020】

本発明における第１及び第２の蓄熱式水素燃焼設備においては、前記のように燃料噴射ノズルから炉内に噴出させる燃料に水素を使用したことにより、燃料噴射ノズルから炉内に噴出された水素が完全に燃焼されなくても、煤が発生するということがなく、被処理物が汚損されるのが防止されると共に、水素は燃焼性が非常に高いため、未燃焼の水素が生じても速やかに燃焼されるようになる。

【0021】

それにより、燃焼動作と蓄熱動作とを切り換える時に、炉内温度の変動をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】従来の蓄熱式燃焼設備を示した概略断面説明図である。

【図2】従来の蓄熱式燃焼設備における一対の蓄熱式燃焼バーナー１Ａ、１Ｂにおいて、化石燃料を燃料噴出ノズルから炉内に噴出させるタイミングと、空気を給排気口から炉内に噴出させるタイミングとの関係、化石燃料を燃料噴出ノズルから炉内に噴出させるのを停止させるタイミングと、空気を給排気口から炉内に噴出させるのを停止させるタイミングとの関係及び炉内温度の変化を示した図である。

【図3】本発明の実施形態１における蓄熱式水素燃焼設備を示した概略断面説明図である。

【図4】本発明の実施形態２における蓄熱式水素燃焼設備を示した概略断面説明図である。

【図5】前記の実施形態２における蓄熱式水素燃焼設備における一対の蓄熱式燃焼バーナー４０Ａ，４０Ｂにおいて、水素を燃料噴出ノズルから炉内に噴出させるタイミングと、空気を給排気口から炉内に噴出させるタイミングとの関係、水素を燃料噴出ノズルから炉内に噴出させるのを停止させるタイミングと、空気を給排気口から炉内に噴出させるのを停止させるタイミングとの関係及び炉内温度の変化を示した図である。

【図6】前記の実施形態２における蓄熱式水素燃焼設備の変更例を示し、燃料噴射ノズルへの水素の供給と停止とを切り換える燃料切換弁を、燃料噴射ノズルにおける噴出口の近くに設けた状態を示した概略断面説明図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態に係る蓄熱式水素燃焼設備を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る蓄熱式水素燃焼設備は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

【0024】

（実施形態１）
実施形態１における蓄熱式燃焼設備においては、図３に示すように、水素Ｈ_２を供給する燃料供給管１１に設けた燃料切換弁１２を開けて、燃料供給管１１を通して水素Ｈ_２を燃料噴射ノズル１０に導き、この燃料噴射ノズル１０先端の噴出口１３から水素Ｈ_２を炉Ｒ１内に噴出させるようにしている。ここで、前記の燃料切換弁１２や後述する各種の弁に関しては、開いた状態を白抜きで、閉じた状態を黒塗りで示している。

【0025】

また、炉Ｒ１に設けられた前記の燃料噴射ノズル１０先端の噴出口１３の両側に位置するようにして２つの給排気口２０ａ，２０ｂを設けている。

【0026】

そして、一方の給排気口２０ａ側においては、図３に示すように、送風ブロアー２１により空気Ａｉｒを空気供給管３１に供給し、前記の空気供給管３１に設けた一方の供給弁３２ａを開けて、空気Ａｉｒを一方の蓄熱部３３ａに導き、前記の空気Ａｉｒをこの蓄熱部３３ａ内における加熱された蓄熱体３４ａにより加熱させ、加熱された空気Ａｉｒを一方の給排気口２０ａから炉Ｒ１内に噴射させて、前記の燃料噴射ノズル１０から炉Ｒ１内に噴射された水素Ｈ_２を燃焼させる燃焼動作を行うようにしている。なお、このように空気Ａｉｒを蓄熱部３３ａ内に供給して水素Ｈ_２を燃焼させる燃焼動作中においては、前記の蓄熱部３３ａ内から燃焼排ガスを排出させる排気管３５に設けた一方の排気弁３６ａを閉じている。

【0027】

一方、他方の給排気口２０ｂ側においては、図３に示すように、前記の空気供給管３１に設けた他方の供給弁３２ｂを閉じて、空気Ａｉｒが他方の蓄熱部３３ｂに導かれないようにする一方、前記の蓄熱部３３ｂ内から燃焼排ガスを排出させる排気管３５に設けた排気弁３６ｂを開け、吸引ブロアー２２により吸引させて、水素Ｈ_２を燃焼させた後の燃焼排ガスを炉Ｒ１内から前記の給排気口２０ｂを通して他方の蓄熱部３３ｂに導き、この蓄熱部３３ｂ内における蓄熱体３４ｂに燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を行った後、前記の燃焼排ガスを前記の排気管３５を通して排気搭３６に導いて排気させるようにしている。

【0028】

そして、この実施形態１における蓄熱式燃焼設備においては、前記のように燃料噴射ノズル１０から水素Ｈ_２を炉Ｒ１内に噴出させながら、前記の一方の給排気口２０ａ側における燃焼動作と、他方の給排気口２０ｂ側における蓄熱動作とを同時に交互に切り換えて行うようにしている。

【0029】

ここで、この実施形態１における蓄熱式燃焼設備においては、前記のように水素Ｈ_２を燃料噴射ノズル１０から炉Ｒ１内に噴出させて燃焼させるようにしているため、前記の一方の給排気口２０ａ側における燃焼動作と、他方の給排気口２０ｂ側における蓄熱動作との切り換え時に、一時的に空気が不足して、水素Ｈ_２が完全に燃焼されなくて、水素Ｈ_２の一部が残ったとしても、従来の化石燃料のように煤が発生して、被処理物（図示せず）が汚損されるということがなく、また水素Ｈ_２は燃焼性が非常に高いため、未燃焼の水素Ｈ_２が生じても、切り換え後に、給排気口２０ａ，２０ｂから炉Ｒ１内に噴射された空気Ａｉｒによって速やかに燃焼されるようになる。

【0030】

（実施形態２）
実施形態２における蓄熱式燃焼設備においては、図４に示すように、対になった蓄熱式燃焼バーナー４０Ａ，４０Ｂを炉Ｒ２の内部に向けて対向するように設けている。

【0031】

そして、前記の対になった各蓄熱式燃焼バーナー４０Ａ，４０Ｂにおいては、それぞれ水素Ｈ_２を供給する各燃料供給管５１ａ，５１ｂに設けた各燃料切換弁５２ａ，５２ｂを開けて、各燃料供給管５１ａ，５１ｂを通して水素Ｈ_２を各燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂに導き、各燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂの先端の噴出口５３ａ，５３ｂからそれぞれ水素Ｈ_２を炉Ｒ２内に噴出させるようにしている。なお、前記の燃料切換弁５２ａ，５２ｂや後述する各種の弁に関しては、前記の実施形態１と同様に、開いた状態を白抜きで、閉じた状態を黒塗りで示している。

【0032】

また、前記の燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂに対して、それぞれ不活性ガスの窒素Ｎ_２を供給する不活性ガス供給管５４ａ，５４ｂを設けると共に、各不活性ガス供給管５４ａ，５４ｂにそれぞれ開閉弁５５ａ，５５ｂを設け、開閉弁５５ａ，５５ｂの開閉により、各燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂに対する窒素Ｎ_２の供給と停止とを行うようにしている。

【0033】

そして、実施形態２における蓄熱式燃焼設備においては、送風ブロワー６１より空気Ａｉｒを空気供給管６２に供給し、前記の空気供給管６２に、各蓄熱式燃焼バーナー４０Ａ，４０Ｂにおける各蓄熱部４２ａ，４２ｂに対応させてそれぞれ供給弁６３ａ，６３ｂを設け、前記の供給弁６３ａ，６３ｂを開閉させて、各蓄熱部４２ａ，４２ｂに対する空気Ａｉｒの供給と停止とを切り換え、各蓄熱部４２ａ，４２ｂを通して空気Ａｉｒを各蓄熱式燃焼バーナー４０Ａ，４０Ｂにおける各給排気口４１ａ，４１ｂから炉Ｒ２内に噴射させるようにしている。

【0034】

また、炉Ｒ２内において水素Ｈ_２が燃焼された後の燃焼排ガスを、吸引ブロアー６４により吸引させ、各蓄熱式燃焼バーナー４０Ａ，４０Ｂにおける各給排気口４１ａ，４１ｂを通して前記の各蓄熱部４２ａ，４２ｂに導き、各蓄熱部４２ａ，４２ｂに導かれた燃焼排ガスを排気管６５に導くようにし、排気管６５に設けた排気弁６６ａ，６６ｂを開けて、前記の燃焼排ガスを各蓄熱部４２ａ，４２ｂから排気管６５を通して排気搭６７に導いて排気させるようにしている。

【0035】

そして、一方の蓄熱式燃焼バーナー４０Ａにおいては、送風ブロワー６１より空気Ａｉｒを空気供給管６２に供給し、空気供給管６２に設けた一方の供給弁６３ａを開けて、空気Ａｉｒをこの蓄熱式燃焼バーナー４０Ａにおける蓄熱部４２ａに導き、前記の空気Ａｉｒを蓄熱部４２ａ内における加熱された蓄熱体４３ａにより加熱させ、加熱された空気Ａｉｒを、この蓄熱式燃焼バーナー４０Ａにおける給排気口４１ａから炉Ｒ２内に噴射させると共に、前記の燃料供給管５１ａに設けた燃料切換弁５２ａを開けて、水素Ｈ_２を前記の燃料噴射ノズル５０ａに供給し、この燃料噴射ノズル５０ａ先端の噴出口５３ａから水素Ｈ_２を炉Ｒ１内に噴出させて、水素Ｈ_２を燃焼させる燃焼動作を行うようにしている。

【0036】

ここで、このように蓄熱部４２ａを通して加熱された空気Ａｉｒを給排気口４１ａから炉Ｒ２内に噴射させて、水素Ｈ_２を燃焼させる燃焼動作を行う一方の蓄熱式燃焼バーナー４０Ａにおいては、炉Ｒ２内において水素Ｈ_２を燃焼させた後の燃焼排ガスを、前記の蓄熱部４２ａ内から燃焼排ガスを排出させる排気管６５に設けた一方の排気弁６６ａを閉じると共に、前記の不活性ガス供給管５４ａに設けた開閉弁５５ａを閉じて、燃料噴射ノズル５０ａ内に不活性ガスの窒素Ｎ_２を供給させないようにしている。

【0037】

一方、燃焼動作を行わない他方の蓄熱式燃焼バーナー４０Ｂにおいては、前記の燃料供給管５１ｂに設けた燃料切換弁５２ｂを閉じて、前記の燃料噴射ノズル５０ｂに水素Ｈ_２を供給させないようにすると共に、前記の空気供給管６２に設けた供給弁６３ｂを閉じて、空気Ａｉｒをこの蓄熱式燃焼バーナー４０Ｂにおける蓄熱部４２ｂに導かないようにし、この状態で、前記の蓄熱部４２ｂ内から燃焼排ガスを排出させる排気管６５に設けた排気弁６６ｂを開け、炉Ｒ２内において水素Ｈ_２が燃焼された後の燃焼排ガスを、吸引ブロアー６４により吸引させ、蓄熱式燃焼バーナー４０Ｂにおける給排気口４１ｂを通して前記の蓄熱部４２ｂに導き、この蓄熱部４２ｂ内に収容された蓄熱体４３ｂに燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を行った後、前記の燃焼排ガスを前記の排気管６５を通して排気搭６７に導いて排気させるようにしている。

【0038】

ここで、前記のように燃料噴射ノズル５０ｂに水素Ｈ_２を供給させないようにし、炉Ｒ２内の燃焼排ガスを前記の蓄熱部４２ｂに導いて、この蓄熱部４２ｂ内に収容された蓄熱体４３ｂに燃焼排ガスの熱を蓄熱させる蓄熱動作を行う他方の蓄熱式燃焼バーナー４０Ｂにおいては、前記の不活性ガス供給管５４ｂに設けた開閉弁５５ｂを開けて、前記の燃料噴射ノズル５０ｂに不活性ガスの窒素Ｎ_２を僅かに供給させるようにしている。

【0039】

このようにすると、燃料切換弁５２ｂを閉じたときに燃料噴射ノズル５０ｂ内に残っている水素Ｈ_２を炉Ｒ２内に噴出させて追い出すことが、逆火を防ぐことができるようになる。

【0040】

また、炉Ｒ２内における空気Ａｉｒが前記の燃料噴射ノズル５０ｂ内に流入するのが防止され、この他方の蓄熱式燃焼バーナー４０Ｂにおいて、前記の燃料噴射ノズル５０ｂに水素Ｈ_２を供給して燃焼動作を行う場合に、燃料噴射ノズル５０ｂに供給された水素Ｈ_２が、燃料噴射ノズル５０ｂ内に流入した空気Ａｉｒと混合して、燃料噴射ノズル５０ｂ内で爆発が生じるのを防止することができる。

【0041】

また、常温の窒素Ｎ_２を流すことにより、細い燃料噴射ノズル５０ｂ内の過昇温が防止され、燃料噴射ノズル５０ｂが熱で変形するのを防止できる。

【0042】

また、実施形態２における蓄熱式燃焼設備においても、燃料に水素Ｈ_２を使用したことにより、燃焼動作と蓄熱動作との切り換え時に、水素Ｈ_２が完全に燃焼されなくて、水素Ｈ_２の一部が残ったとしても、従来の化石燃料のように煤が発生して、被処理物（図示せず）が汚損されるということがなく、また水素Ｈ_２は燃焼性が非常に高いため、未燃焼の水素Ｈ_２が生じても、切り換え後に、前記の給排気口４１ａ，４１ｂから炉Ｒ２内に噴射された空気Ａｉｒによって速やかに燃焼されるようになる。

【0043】

このようにすると、実施形態２における蓄熱式燃焼設備においては、前記の対になった蓄熱式燃焼バーナー４０Ａ，４０Ｂにおいて、前記のような燃焼動作と蓄熱動作とを切り換えて交互に行うにあたり、燃焼動作と蓄熱動作との切り換えを同時に行うようにし、図５に示すように、前記の燃料切換弁５２ａ，５２ｂによって燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂから炉Ｒ２内への水素Ｈ_２の供給と停止とを切り換えるタイミングと、空気供給管６２に設けた前記の供給弁６３ａ，６３ｂによって、各蓄熱式燃焼バーナー４０Ａ，４０Ｂにおける各給排気口４１ａ，４１ｂから炉Ｒ２内への空気Ａｉｒの供給と停止とを切り換えるタイミングとが同時になるようにできる。この結果、図５に示すように、炉Ｒ２内の温度が一定に保たれるようになり、炉Ｒ２内において、被処理物（図示せず）を安定した温度で処理できるようになる。

【0044】

また、この実施形態２における蓄熱式燃焼設備においては、前記のように炉Ｒ２内における空気Ａｉｒが燃焼動作を停止している燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂ内に流入して、燃焼動作を行うときに、燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂに供給された水素Ｈ_２が、燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂ内に流入した空気Ａｉｒと混合して、燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂ内で爆発が生じるのを防止するため、不活性ガス供給管５４ａ，５４ｂから燃焼動作を停止している燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂに不活性ガスの窒素Ｎ_２を供給させるようにしたが、必ずしも、不活性ガス供給管５４ａ，５４ｂから燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂに不活性ガスの窒素Ｎ_２を供給させるようにする必要はない。

【0045】

例えば、図６に示すように、燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂへの水素Ｈ_２の供給と停止とを切り換える燃料切換弁５２ａ，５２ｂを、前記の燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂにおける噴出口５３ａ，５３ｂの近くに設け、炉Ｒ２内における空気Ａｉｒが、燃焼動作を停止している燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂ内に流入する容積を少なくすることができる。

【0046】

このようにすると、炉Ｒ２内から燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂ内に流入される空気Ａｉｒの量が非常に少なくなり、燃焼動作を行う場合に、燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂに供給された水素Ｈ_２が、燃料噴射ノズル５０ａ，５０ｂ内において爆発するのを抑制できるようになる。

【符号の説明】

【0047】

１０ ：燃料噴射ノズル
１１ ：燃料供給管
１２ ：燃料切換弁
１３ ：噴出口
２０ａ，２０ｂ：給排気口
２１ ：送風ブロアー
２２ ：吸引ブロアー
３１ ：空気供給管
３２ａ，３２ｂ ：供給弁
３３ａ，３３ｂ ：蓄熱部
３４ａ，３４ｂ ：蓄熱体
３５ ：排気管
３６ ：排気搭
３６ａ，３６ｂ ：排気弁
４０Ａ，４０Ｂ ：蓄熱式燃焼バーナー
４１ａ，４１ｂ ：給排気口
４２ａ，４２ｂ ：蓄熱部
４３ａ，４３ｂ ：蓄熱体
５０ａ，５０ｂ ：燃料噴射ノズル
５１ａ，５１ｂ ：燃料供給管
５２ａ，５２ｂ ：燃料切換弁
５３ａ，５３ｂ ：噴出口
５４ａ，５４ｂ ：不活性ガス供給管
５５ａ，５５ｂ ：開閉弁
６１ ：送風ブロワー
６２ ：空気供給管
６３ａ，６３ｂ ：供給弁
６４ ：吸引ブロアー
６５ ：排気管
６６ａ，６６ｂ ：排気弁
６７ ：排気搭
Ａｉｒ ：空気
Ｈ_２ ：水素
Ｎ_２ ：窒素（不活性ガス）
Ｒ１ ：炉
Ｒ２ ：炉

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】