JP2001235117A

JP2001235117A - 表面燃焼バーナ

Info

Publication number: JP2001235117A
Application number: JP2000046706A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nagayama; 聡永山; Jiro Takebe; 二朗建部
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】金属繊維製編物と金属製多孔板とを一体的に
積層することで、高負荷燃焼を可能とする。【解決手段】表面燃焼バーナにおけるバーナエレメン
ト３ａを、メタルニット７ａとパンチングメタル８ａと
を全面的に一体的に溶接することで構成する。前記メタ
ルニット７ａは、耐熱性の高い特殊な金属繊維で編んだ
ニットであり、パンチングメタル８ａには、φ２０・Ｐ
３０のものを適用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱金属繊維製編
物（メタルニット）と金属製多孔板とを積層して構成し
た表面燃焼バーナにおいて、前記金属繊維製編物と金属
製多孔板とを一体的に積層することで、高負荷燃焼を可
能にした、表面燃焼バーナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、例えば、ガス焚き小型貫流ボイラ
として、図５に示すような水管冷却型ボイラ１が提案さ
れている。このボイラ１は、高負荷予混合表面燃焼バー
ナ２を用いて燃焼を行うもので、一面に微細孔を有する
バーナエレメント３ｂに、燃焼空気と燃料ガスとの混合
気を供給して火炎を形成するようにし、前記バーナエレ
メント３ｂの下流直近に配設した前列水管群４を通過さ
せ、次いでこれら前列水管群４下流側の断熱空間５を通
過させ、熱交換器としての後列水管群６を通過させる構
成としている。このような構成によって、バーナエレメ
ント３ｂの下流直近の前列水管群４を火炎が通過するこ
とで、冷却されて低ＮＯｘを実現しており、断熱空間５
は前列水管群４で発生した未燃分を完全に酸化するよう
になっている。またこのような構成によって、ボイラ容
積の大半を占める燃焼空間を持たないことにより、超コ
ンパクト化も実現している。

【０００３】ここで用いられる高負荷予混合表面燃焼バ
ーナ２として要求される性能は、面積負荷１０ＭＷ／ｍ
2以下の範囲で広い燃焼範囲を持っていることであり、
現在、この要求を満たすバーナとしてメタルファイババ
ーナ（ＭＦＢ）が用いられている。しかし、ＭＦＢはバ
ーナコストが高いという欠点があるため、比較的価格の
安い金属繊維製編物（メタルニット）をバーナエレメン
トとするメタルニットバーナ（ＭＮＢ）の利用が期待さ
れている。このＭＮＢは耐熱性の高い特殊な金属繊維で
編んだニットを表面燃焼バーナとして加工したもので、
燃焼範囲が広く、レッドフレームモードからブルーフレ
ームモードまで幅広い用途に利用されている。例えば、
かかるＭＮＢを水管冷却型ボイラ１に適用する際、図
６、図７に示すように、バーナエレメント３ｂは、メタ
ルニット７ｂと金属製多孔板８ｂ（パンチングメタル）
とを積層して、金属製多孔板（パンチングメタル）８ｂ
（φ２０・Ｐ３０）に約１００ｍｍ程度の間隔で、メタ
ルニット７ｂを点付け溶接にしたものを使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構造によるＭＮＢでは、点溶接されていない部分は、密
着されていないため、即ち、メタルニット７ｂは、パン
チングメタル８ｂから、図８に示すように、浮いて離れ
た状態になり、従って、後述する火炎の分割効果が得ら
れず、図９に示すような燃焼範囲で燃焼する。即ち、こ
のグラフから、低負荷・低空気比側の振動燃焼と高負荷
・高空気比側のリフトによる燃焼騒音が燃焼範囲を狭め
ていることがわかる。また、この点溶接の場合には、種
々の実験から、パンチングメタル８ｂの径およびそのピ
ッチを変更しても燃焼範囲を拡大することはできなかっ
た。本発明はこのような背景から提案されたものであっ
て、バーナエレメントを構成するメタルニットとパンチ
ングメタルとを一体的に溶接積層することで、燃焼の安
定を達成し、高負荷燃焼を実現した表面燃焼バーナを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、金属繊維製編物と多孔板とを積層し
て構成した面状のバーナエレメントを有する面燃焼バー
ナにおいて、前記金属繊維製編物と多孔板とは、全面に
亘り一体的に溶接して構成するようにした表面燃焼バー
ナを提案する。

【０００６】この表面燃焼バーナにおいて、多孔板は、
形状、大きさ及び間隔の一様な多数の孔を分布させてな
る表面燃焼バーナを提案する。

【０００７】この表面燃焼バーナにおいて、多孔板は、
径の異なる多数の孔を分布させてなる表面燃焼バーナを
提案する。

【０００８】この表面燃焼バーナにおいて、多孔板は、
形状の異なる多数の孔を分布させてなる表面燃焼バーナ
を提案する。

【０００９】この表面燃焼バーナにおいて、多孔板は、
孔間の間隔が異なる多数の孔を分布させてなる表面燃焼
バーナを提案する。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる表面燃焼バ
ーナにおいて、多孔板に、形状、大きさ及び間隔の一様
な多数の孔を分布させた実施例につき、添付の図面に基
づいて、説明する。図１に、表面燃焼バーナにおけるバ
ーナエレメント３ａを示す。このバーナエレメント３ａ
は、メタルニット７ａとパンチングメタル８ａとを、全
面的に一体的に溶接して構成している。メタルニット７
ａは、前述のように耐熱性の高い特殊な金属繊維で編ん
だニットであり、パンチングメタル８ａは、φ２０・Ｐ
３０のものを適用している。

【００１１】以上構成されるバーナエレメント３ａを、
図５に示した水管冷却型ボイラ１に適用して燃焼を行っ
た状態を説明する。高負荷予混合面燃焼バーナ２のバー
ナエレメント３ｂの代わりに、バーナエレメント３を用
いて、それに、予混合気を供給して燃焼を行うと、図３
に示すように，パンチングメタル８ａにおける孔を介し
てバーナエレメント３ａを通過し、メタルニット７ａの
下流側に火炎９が形成される。ここで、メタルニット７
ａは、パンチングメタル８ａに全面的に溶接されている
ので、メタルニット７ａとパンチングメタル８ａは、離
れて浮き上がるようなことがない。従って、パンチング
メタル８ａの孔が形成されていない個所に対応するメタ
ルニット７ａには、火炎９が出現することはなく、この
火炎９が出現しない個所は負圧となって、図中矢印のよ
うに、渦流１０が生じ、これが袖火となって火炎９は、
安定的に維持されてリフトしない燃焼が持続できる。し
かも、全面溶接することで面積負荷的には高くなるの
で、低負荷・低空気比側の振動燃焼域もなくなる。かか
るバーナエレメント３ａによる燃焼状態は、図４に示す
燃焼特性図のようになり、図８と比較して、低負荷・低
空気比側の振動燃焼域、高負荷・高空気比側の燃焼騒音
域共に減少しており、広い燃焼範囲を確保できているの
が理解できる。

【００１２】金属製多孔板（パンチングメタル）８ａ
は、径の異なる、即ち、大きさの異なる多数の孔を分布
させた場合、又は、多孔板８ａは、形状の異なる、即
ち、円形状、角形状、ひし形状等の多数の形状の異なる
孔を分布させた場合、更に、孔と孔との間の距離が異な
る多数の孔を分布させた場合等には、それぞれの多孔板
８ａに応じた特徴ある火炎９を形成することができる。
前記した実施例では、水管冷却型ボイラ１に、形状、大
きさ及び間隔の一様な多数の孔を分布させたバーナエレ
メント３ａを用いた表面燃焼バーナを適用した実施例を
示したが、ボイラにも、設置場所に適合させたいろいろ
な形状のボイラがあり、その形状に合わせた火炎９をつ
くることができる。例えば、主として、中央部に火炎を
形成したいとき、或いは、片側の方に、火炎を集中させ
たいとき等、いろいろな状況が考えられるが、本発明
は、孔を前記したとおり、いろいろと変化させて構成
し、所望の火炎９を得ることができるので、その状況に
対応することができる。この場合にも、メタルニット７
ａと、パンチングメタル８ａは、相互に離れて、浮い
てしまうようなことがないので、前記したと同様の安定
した火炎９を得ることができる。更に、ボイラは一例で
あって、その他、各種乾燥装置、各種加熱装置等にも、
もちろん、本発明を適用するすることができ、その各種
装置に適合した燃焼をさせることができる。

【００１３】

【発明の効果】以上の通り、バーナエレメントを構成す
る耐熱金属繊維製編物と金属製多孔板とを、全面に亘り
一体的に溶着して構成したので、点付け溶接によって耐
熱金属繊維製編物と金属製多孔板とを積層したものと比
較して、燃焼範囲を拡大することができると共に、いわ
ゆるＭＮＢバーナをＭＦＢの代替バーナとして適用でき
る効果がある。更に、ボイラのみでなく、各種加熱装
置、乾燥装置等にも適用でき、それぞれの形状に合わせ
た火炎を得ることができる等の優れた効果がある。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における表面燃焼バーナに適用されるバ
ーナエレメントの一例を示す説明図である。

【図２】図１に示すバーナエレメントの構成を示す分解
斜視説明図である。

【図３】図１に示すバーナエレメントを適用した表面燃
焼バーナの燃焼を説明するための説明図である。

【図４】図１に示すバーナエレメントを適用した表面燃
焼バーナの燃焼特性図である。

【図５】従来の水管冷却型ボイラの一例を示す説明図で
ある。

【図６】従来のバーナエレメントの説明図である。

【図７】従来のバーナエレメントの構成を示す分解斜視
説明図である。

【図８】従来のバーナエレメントが分離した状態を示す
説明図である。

【図９】従来のバーナエレメントを適用した表面燃焼バ
ーナの燃焼特性図である。

【符号の説明】

１ボイラ２高負荷予混合表面燃
焼バーナ３ａ，３ｂバーナエレメント４前列水管群５断熱空間６後列水管群７ａ、７ｂ耐熱金属繊維製編物
（メタルニット）８，８ｂ金属製多孔板（パン
チングメタル）９火炎１０渦流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】耐熱金属繊維製編物と金属製多孔板と
を積層して構成したバーナエレメントを有する表面燃焼
バーナにおいて、前記耐熱金属繊維製編物と前記金属製
多孔板とは、全面に亘り一体的に溶接して構成するよう
にしたことを特徴とする表面燃焼バーナ。
【請求項２】多孔板は、形状、大きさ及び間隔の一
様な多数の孔を分布させてなることを特徴とする請求項
１記載の表面燃焼バーナ。
【請求項３】多孔板は、径の異なる多数の孔を分布
させてなることを特徴とする請求項１記載の表面燃焼バ
ーナ。
【請求項４】多孔板は、形状の異なる多数の孔を分
布させてなることを特徴とする請求項１記載の表面燃焼
バーナ。
【請求項５】多孔板は、孔間の間隔が異なる多数の
孔を分布させてなることを特徴とする請求項１記載の表
面燃焼バーナ。