[发明专利]非水冷式气体燃料燃烧器及其加热方法

说明书

本发明的课题是提供一种气体燃料燃烧器及气体燃料燃烧器的加热方法，其在不损害燃烧效率的情况下，能得到火焰的轴向速度高且高温的火焰，并能抑制被加热物的氧化的同时提高对流传热效率。本发明的气体燃料燃烧器(10)具有：第一氧化剂喷出口(17)，配置在构造燃烧室(13)的第一圆形面(13‑1)的中心(C₁)上，其中所述燃烧室(13)呈宽度在从燃烧器主体(11)的基端部向前端部的方向上变宽的圆锥台形状，第一氧化剂喷出口(17)沿燃烧器主体(11)的中心轴(CL₁)的延伸方向喷出第一氧化剂；气体燃料喷出口(18)，配置在第一氧化剂喷出口(17)的外侧，并且沿与中心轴(CL₁)的延伸方向交叉的方向喷出气体燃料；和第二氧化剂喷出口(19)，配置在燃烧室(13)的侧面(13a)上，并且沿与中心轴(CL₁)的延伸方向交叉的方向喷出第二氧化剂。

技术领域

本发明涉及一种适于利用对流传热对被加热物进行加热的气体燃料燃烧器及气体燃料燃烧器的加热方法。

背景技术

在通过使由气体燃料燃烧器形成的火焰直接冲撞于被加热物并利用对流传热而进行加热的情况下，要求火焰温度较高以及火焰的轴向速度较快。

另外，在被加热物为易氧化的材质的情况下，产生如下问题：即，当火焰与被加热物冲撞时，若存在较多的未反应的氧，则会促进被加热物的氧化。

此外，在利用燃烧器火焰进行脱脂处理以作为冷轧钢板的电镀工艺的前处理的情况下，需要将燃烧器设为非水冷式。

作为通过使火焰直接冲撞于被加热物而进行加热的气体燃料燃烧器，例如有专利文献1中公开的燃烧器。

专利文献1的燃烧器为如下结构：该燃烧器为以同心圆状配置有环状部件的三重管结构体，并且自中心起按氧、气体燃料、氧的顺序从喷嘴前端部与燃烧器的轴向平行地喷出氧和气体燃料。专利文献1的燃烧器为氧和气体燃料的喷出口配置在同一平面上的结构。

作为通过使火焰直接接触被加热物而进行加热的气体燃料燃烧器的另一形式，例如有专利文件2中公开的燃烧器。

专利文献2中公开的燃烧器被用作电炉用的助燃燃烧器。专利文献2中公开的燃烧器具有如下功能：通过使火焰直接冲撞于铁屑而进行加热熔化，并且利用氧强制性地使铁屑氧化，从而利用该铁屑的氧化热来进行熔化(切割)。

专利文献2中公开的燃烧器为如下三重管结构体：从中心部喷出氧气，从该氧气的外周部喷出燃料，并且从该燃料的外周部喷出氧气。

专利文献2中公开的燃烧器通过从中心高速喷出氧气而形成高速火焰。另外，专利文献2中公开的燃烧器通过对最外周的氧气施加旋回，从而使火焰变短。

专利文献1：欧洲专利申请公开第1850066号说明书

专利文献2：日本专利公开平10-9524号公报

专利文献1中公开的燃烧器不具有火焰稳定功能。因此，如果为了加快火焰的流速而加快氧和/或气体燃料的喷出速度，则会产生火焰的吹跑，因此无法加快火焰的流速。

另外，由于专利文献1中公开的燃烧器为平行地喷出气体燃料和氧的结构，因此燃烧速度缓慢。由此会导致与被加热物冲撞时的氧浓度变高，因此在对易氧化材料进行加热的情况下，氧化皮的产生等成为问题。

另一方面，虽然专利文献2中公开的燃烧器通过从中心喷出的氧来提高火焰的轴向速度，但由于将切割作为主要功能，因此具有火焰中心的氧浓度较高，不适于在抑制被加热物的氧化的同时进行加热的用途上的问题。

发明内容

本发明的课题是提供一种气体燃料燃烧器及气体燃料燃烧器的加热方法，其在不损害燃烧效率的情况下，能得到火焰的轴向速度高且高温的火焰，并能抑制被加热物的氧化的同时提高对流传热效率。