JP2002139217A - 予混合型蓄熱式交番燃焼装置 - Google Patents
予混合型蓄熱式交番燃焼装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料供給管を冷却構造とせず、かつ、燃焼用
空気の温度の如何にかかわらず常に安定して着火燃焼す
る小型の予混合型蓄熱式交番燃焼装置を提供する。 【解決手段】 燃料供給管を備えたバーナ部１と、蓄熱
体８を収納した蓄熱室６とからなる蓄熱式直火バーナＢ
ｒが少なくとも一対で構成され、前記一対の蓄熱式直火
バーナを所定時間毎に交互に切換えて燃焼と排気とを行
わせる蓄熱式交番燃焼装置において、先端部３ａおよび
後端部３ｂが先絞り形状を有する混合室３の先端部をそ
の口径よりも大径の燃焼室２と連通する一方、後端部を
前記蓄熱室に連通させてバーナ部を形成するとともに、
前記混合室の入口近傍に燃料供給管４を配置し、かつ、
前記燃焼室にパイロットバーナ５を配置する。
空気の温度の如何にかかわらず常に安定して着火燃焼す
る小型の予混合型蓄熱式交番燃焼装置を提供する。 【解決手段】 燃料供給管を備えたバーナ部１と、蓄熱
体８を収納した蓄熱室６とからなる蓄熱式直火バーナＢ
ｒが少なくとも一対で構成され、前記一対の蓄熱式直火
バーナを所定時間毎に交互に切換えて燃焼と排気とを行
わせる蓄熱式交番燃焼装置において、先端部３ａおよび
後端部３ｂが先絞り形状を有する混合室３の先端部をそ
の口径よりも大径の燃焼室２と連通する一方、後端部を
前記蓄熱室に連通させてバーナ部を形成するとともに、
前記混合室の入口近傍に燃料供給管４を配置し、かつ、
前記燃焼室にパイロットバーナ５を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、予混合型蓄熱式交
番燃焼装置に関するものである。
番燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、省
エネルギーを図るために、燃料供給管を備えたバーナ部
と蓄熱体を収納した蓄熱室とからなる蓄熱式直火バーナ
が少なくとも一対で構成され、一方の蓄熱式直火バーナ
を燃焼状態に、他方の蓄熱式直火バーナを排気状態とす
ることにより燃焼排ガスの顕熱を蓄熱体で回収する状態
を所定時間毎に切換え、蓄熱体で回収した顕熱で燃焼用
空気を加熱することにより熱効率の向上を図る蓄熱式交
番燃焼装置が広く採用されている。
エネルギーを図るために、燃料供給管を備えたバーナ部
と蓄熱体を収納した蓄熱室とからなる蓄熱式直火バーナ
が少なくとも一対で構成され、一方の蓄熱式直火バーナ
を燃焼状態に、他方の蓄熱式直火バーナを排気状態とす
ることにより燃焼排ガスの顕熱を蓄熱体で回収する状態
を所定時間毎に切換え、蓄熱体で回収した顕熱で燃焼用
空気を加熱することにより熱効率の向上を図る蓄熱式交
番燃焼装置が広く採用されている。
【０００３】具体的には、たとえば、特開平１０−１８
５１２８号公報に示される高温空気用低ＮＯｘバーナ
（蓄熱式直火バーナ）では、燃料供給管を備えたバーナ
部と蓄熱体を収納した蓄熱室とからなり、バーナ部後部
は蓄熱室に連通している。そして、燃焼時には、排気工
程で燃焼排ガスの吸引により加熱された蓄熱体に燃焼用
空気を供給して加熱したのち前記バーナ部に供給するも
のである。
５１２８号公報に示される高温空気用低ＮＯｘバーナ
（蓄熱式直火バーナ）では、燃料供給管を備えたバーナ
部と蓄熱体を収納した蓄熱室とからなり、バーナ部後部
は蓄熱室に連通している。そして、燃焼時には、排気工
程で燃焼排ガスの吸引により加熱された蓄熱体に燃焼用
空気を供給して加熱したのち前記バーナ部に供給するも
のである。
【０００４】しかしながら、前記蓄熱式直火バーナにお
いて、燃料供給管は前記蓄熱室の高温気体流路を介して
バーナ部に至っているため、燃料供給管を空冷構造もし
くは水冷構造とし、その外周部を耐火物にて断熱施工す
る必要がある。
いて、燃料供給管は前記蓄熱室の高温気体流路を介して
バーナ部に至っているため、燃料供給管を空冷構造もし
くは水冷構造とし、その外周部を耐火物にて断熱施工す
る必要がある。
【０００５】その結果、燃料供給管を冷却することにな
り、燃焼排ガス温度、燃焼用空気温度が低下し熱損失が
あり、また、断熱施工のため燃料供給管の構造が複雑化
するとともにバーナ本体が大型化する。
り、燃焼排ガス温度、燃焼用空気温度が低下し熱損失が
あり、また、断熱施工のため燃料供給管の構造が複雑化
するとともにバーナ本体が大型化する。
【０００６】さらに、冷却に冷却水を使用する場合、水
質によっては冷却水通路に汚れが付着して冷却効果が大
幅に低下するばかりか、冷却水通路が閉塞した場合は、
燃料供給管が焼損する危険性があるという課題を有す
る。
質によっては冷却水通路に汚れが付着して冷却効果が大
幅に低下するばかりか、冷却水通路が閉塞した場合は、
燃料供給管が焼損する危険性があるという課題を有す
る。
【０００７】また、特開平９−２４３０５６号公報に
て、燃焼室の外周のバーナタイルに相対向して一対以上
の燃料ノズルを配置して、前記公報に記載のもののよう
に冷却空気や冷却水を必要としない蓄熱式バーナも提案
されている。
て、燃焼室の外周のバーナタイルに相対向して一対以上
の燃料ノズルを配置して、前記公報に記載のもののよう
に冷却空気や冷却水を必要としない蓄熱式バーナも提案
されている。
【０００８】しかしながら、この蓄熱式直火バーナは、
パイロットバーナ等の点火手段がなく、かつ、高温の燃
焼用空気の外周に燃料を吹き込む混合方式を採用してい
るため、燃料と燃焼用空気とが充分に撹拌混合されず、
燃焼用空気温度が燃料の自燃着火温度以上でないと燃焼
が不安定になり、かつ、自燃着火温度以下では燃焼でき
ないという課題を有する。
パイロットバーナ等の点火手段がなく、かつ、高温の燃
焼用空気の外周に燃料を吹き込む混合方式を採用してい
るため、燃料と燃焼用空気とが充分に撹拌混合されず、
燃焼用空気温度が燃料の自燃着火温度以上でないと燃焼
が不安定になり、かつ、自燃着火温度以下では燃焼でき
ないという課題を有する。
【０００９】したがって、本発明は、燃料供給管を冷却
構造とせず、かつ、燃焼用空気温度如何にかかわらず常
に安定して着火燃焼する予混合型蓄熱式交番燃焼装置を
提供することを目的とする。
構造とせず、かつ、燃焼用空気温度如何にかかわらず常
に安定して着火燃焼する予混合型蓄熱式交番燃焼装置を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、燃料供給管を備えたバーナ部と蓄熱体を
収納した蓄熱室とからなる蓄熱式直火バーナが少なくと
も一対で構成され、前記一対の蓄熱式直火バーナを所定
時間毎に交互に切換えて燃焼と排気とを行わせる蓄熱式
交番燃焼装置において、先端部および後端部が先絞り形
状を有する混合室の先端部をその口径よりも大径の燃焼
室と連通する一方、後端部を前記蓄熱室に連通させてバ
ーナ部を形成するとともに、前記混合室の入口近傍に燃
料供給管を配置し、かつ、前記燃焼室にパイロットバー
ナを配置した予混合型蓄熱式交番燃焼装置としたもので
ある。
成するために、燃料供給管を備えたバーナ部と蓄熱体を
収納した蓄熱室とからなる蓄熱式直火バーナが少なくと
も一対で構成され、前記一対の蓄熱式直火バーナを所定
時間毎に交互に切換えて燃焼と排気とを行わせる蓄熱式
交番燃焼装置において、先端部および後端部が先絞り形
状を有する混合室の先端部をその口径よりも大径の燃焼
室と連通する一方、後端部を前記蓄熱室に連通させてバ
ーナ部を形成するとともに、前記混合室の入口近傍に燃
料供給管を配置し、かつ、前記燃焼室にパイロットバー
ナを配置した予混合型蓄熱式交番燃焼装置としたもので
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて図１〜図５にしたがって説明する。図１は対向する
炉壁Ｔａに設置された本発明にかかる予混合型蓄熱式交
番燃焼装置（以下、蓄熱式直火バーナという）Ｂｒ（一
方のみを示す）を示し、蓄熱式直火バーナＢｒは、バー
ナ部１と蓄熱体８を収納した蓄熱室６とからなり、蓄熱
室６は図示しない排気手段と燃焼用空気供給手段に切換
手段を介して接続されている。
いて図１〜図５にしたがって説明する。図１は対向する
炉壁Ｔａに設置された本発明にかかる予混合型蓄熱式交
番燃焼装置（以下、蓄熱式直火バーナという）Ｂｒ（一
方のみを示す）を示し、蓄熱式直火バーナＢｒは、バー
ナ部１と蓄熱体８を収納した蓄熱室６とからなり、蓄熱
室６は図示しない排気手段と燃焼用空気供給手段に切換
手段を介して接続されている。
【００１２】そして、バーナ部１は炉内に開口する燃焼
室２を有し、この燃焼室２と前記蓄熱室６の空間７とは
先端部３ａおよび後端部３ｂが先絞り状となった混合室
３で連通している。なお、前記燃焼室２の径Ｄは混合室
３の先端口径ｄより大となっている。
室２を有し、この燃焼室２と前記蓄熱室６の空間７とは
先端部３ａおよび後端部３ｂが先絞り状となった混合室
３で連通している。なお、前記燃焼室２の径Ｄは混合室
３の先端口径ｄより大となっている。
【００１３】また、前記混合室３には燃料を混合室３の
内周面に沿って旋回流として供給する燃料供給管４が混
合室３の接線方向に設けてある（図２参照）。
内周面に沿って旋回流として供給する燃料供給管４が混
合室３の接線方向に設けてある（図２参照）。
【００１４】さらに、前記燃焼室２にはパイロットバー
ナ５が配設されている。
ナ５が配設されている。
【００１５】なお、前記後端部３ｂ、混合室３の内部お
よび先端部３ａを通過する気体の流速をそれぞれＶ1，
Ｖ2，Ｖ3とすると、Ｖ3＞Ｖ1＞Ｖ2となるように設定し
てある。
よび先端部３ａを通過する気体の流速をそれぞれＶ1，
Ｖ2，Ｖ3とすると、Ｖ3＞Ｖ1＞Ｖ2となるように設定し
てある。
【００１６】したがって、炉の操業時には、一方の蓄熱
式直火バーナＢｒにおいては、蓄熱室６から燃焼用空気
を供給するとともに燃料供給管４から燃料を混合室３に
供給すると、燃料は混合室３の内周面に沿って旋回流を
形成し前記燃焼用空気と撹拌混合して先絞り状に形成さ
れた混合室３の先端部３ａから１００〜１３０ｍ／ｓｅ
ｃの高速で燃焼室２内に噴出し、燃焼室２内のパイロッ
トバーナ５により着火して燃焼を開始する。
式直火バーナＢｒにおいては、蓄熱室６から燃焼用空気
を供給するとともに燃料供給管４から燃料を混合室３に
供給すると、燃料は混合室３の内周面に沿って旋回流を
形成し前記燃焼用空気と撹拌混合して先絞り状に形成さ
れた混合室３の先端部３ａから１００〜１３０ｍ／ｓｅ
ｃの高速で燃焼室２内に噴出し、燃焼室２内のパイロッ
トバーナ５により着火して燃焼を開始する。
【００１７】そして、もう一方の蓄熱式直火バーナ（図
示せず）は炉内排ガスを吸引排気して炉内排ガスの顕熱
を蓄熱体８で回収する。前記一対の蓄熱式直火バーナは
前述の燃焼と排気を所定時間毎に交互に繰り返し、やが
て、燃焼用空気が自燃着火温度（一般的に７００〜８０
０℃）まで加熱されると前記パイロットバーナ５を消火
することになる。
示せず）は炉内排ガスを吸引排気して炉内排ガスの顕熱
を蓄熱体８で回収する。前記一対の蓄熱式直火バーナは
前述の燃焼と排気を所定時間毎に交互に繰り返し、やが
て、燃焼用空気が自燃着火温度（一般的に７００〜８０
０℃）まで加熱されると前記パイロットバーナ５を消火
することになる。
【００１８】なお、燃焼用空気と燃料との混合をより促
進するために、図３に示すように、混合室３の内周面
で、かつ、燃料供給口の下流側に凹凸部ａを設けて、凹
凸部ａ近傍に乱流を発生させるようにしてもよい。
進するために、図３に示すように、混合室３の内周面
で、かつ、燃料供給口の下流側に凹凸部ａを設けて、凹
凸部ａ近傍に乱流を発生させるようにしてもよい。
【００１９】また、図４に示すように、前記燃焼室２の
噴出口２ａと同心的に複数の２次燃焼用空気供給管９を
形成して、蓄熱室６からの全燃焼用空気量の８５〜６２
％を２次空気として炉内に供給することにより、１次燃
焼用空気と燃料との混合気体と２次燃焼用空気との緩慢
混合によりＮＯｘの発生を制御するようにしてもよい。
噴出口２ａと同心的に複数の２次燃焼用空気供給管９を
形成して、蓄熱室６からの全燃焼用空気量の８５〜６２
％を２次空気として炉内に供給することにより、１次燃
焼用空気と燃料との混合気体と２次燃焼用空気との緩慢
混合によりＮＯｘの発生を制御するようにしてもよい。
【００２０】ところで、蓄熱室６からの燃焼用空気温度
が燃料の自燃着火温度以上に加熱されると、前記混合室
３内で燃焼反応が起こり蓄熱室６内に逆火し蓄熱室６が
焼損する危険性がある。
が燃料の自燃着火温度以上に加熱されると、前記混合室
３内で燃焼反応が起こり蓄熱室６内に逆火し蓄熱室６が
焼損する危険性がある。
【００２１】したがって、これを防止するために、混合
室３の各部での前述した流速Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3の関係をＶ3
＞Ｖ1＞Ｖ2とすればよい。
室３の各部での前述した流速Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3の関係をＶ3
＞Ｖ1＞Ｖ2とすればよい。
【００２２】すなわち、燃料ガスとして使用するメタン
ガスあるいはプロパンガスの各雰囲気温度における燃焼
速度（火炎伝播速度）の関係は表１に示す通りである。
ガスあるいはプロパンガスの各雰囲気温度における燃焼
速度（火炎伝播速度）の関係は表１に示す通りである。
【００２３】
【表１】
【００２４】また、混合室３の後端部３ｂの内径と、混
合室３の先端部３ａの内径とを６０ｍｍ、混合室３の内
径を９０ｍｍとし、燃料をメタンガスとした場合の試験
データは表２に示す通りであり、表１，表２から燃料お
よび混合室各部の雰囲気（燃焼ガス）温度と燃焼（伝
播）速度との関係をグラフに示すと、図５の通りであ
る。なお、燃料における２８７℃以上の温度に対する数
値は計算上のデータによる。
合室３の先端部３ａの内径とを６０ｍｍ、混合室３の内
径を９０ｍｍとし、燃料をメタンガスとした場合の試験
データは表２に示す通りであり、表１，表２から燃料お
よび混合室各部の雰囲気（燃焼ガス）温度と燃焼（伝
播）速度との関係をグラフに示すと、図５の通りであ
る。なお、燃料における２８７℃以上の温度に対する数
値は計算上のデータによる。
【００２５】
【表２】
【００２６】このことから、Ｖ3＞Ｖ1＞Ｖ2とすれば、
Ｖ1はほぼ常にメタンガスあるいはプロパンガスの燃焼
速度（火炎伝播速度）より高速となり蓄熱室６への逆火
は生じない。
Ｖ1はほぼ常にメタンガスあるいはプロパンガスの燃焼
速度（火炎伝播速度）より高速となり蓄熱室６への逆火
は生じない。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、燃料供給管は蓄熱室を通ることなくバーナ部の
混合室の入口近傍に開口するため十分に予混合され、か
つ、燃料供給管を冷却する必要がなく、熱損失が少ない
ばかりか、冷却構造を不要とするためバーナ本体を小型
化することができる。また、燃焼室にパイロットバーナ
を備え、かつ、燃焼用空気が低温でも十分に予混合され
ているため安定燃焼が可能となる等の効果を奏する。
よれば、燃料供給管は蓄熱室を通ることなくバーナ部の
混合室の入口近傍に開口するため十分に予混合され、か
つ、燃料供給管を冷却する必要がなく、熱損失が少ない
ばかりか、冷却構造を不要とするためバーナ本体を小型
化することができる。また、燃焼室にパイロットバーナ
を備え、かつ、燃焼用空気が低温でも十分に予混合され
ているため安定燃焼が可能となる等の効果を奏する。
【図１】 本発明の予混合型蓄熱式交番燃焼装置の断面
図。
図。
【図２】 図１のII−II線断面図。
【図３】 図１の混合室の変形例。
【図４】 本発明の予混合型蓄熱式交番燃焼装置の他の
実施形態を示す断面図。
実施形態を示す断面図。
【図５】 メタンガスの温度と火炎伝播速度との関係お
よび混合室とその先端部と後端部の温度と燃焼速度との
関係を示すグラフ。
よび混合室とその先端部と後端部の温度と燃焼速度との
関係を示すグラフ。
Ｂｒ〜予混合型蓄熱式交番燃焼装置、１〜バーナ部、２
〜燃焼室、３〜混合室、３ａ〜先端部、３ｂ〜後端部、
４〜燃料供給管、５〜パイロットバーナ、６〜蓄熱室。
〜燃焼室、３〜混合室、３ａ〜先端部、３ｂ〜後端部、
４〜燃料供給管、５〜パイロットバーナ、６〜蓄熱室。
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料供給管を備えたバーナ部と蓄熱体を
収納した蓄熱室とからなる蓄熱式直火バーナが少なくと
も一対で構成され、前記一対の蓄熱式直火バーナを所定
時間毎に交互に切換えて燃焼と排気とを行わせる蓄熱式
交番燃焼装置において、 先端部および後端部が先絞り形状を有する混合室の先端
部をその口径よりも大径の燃焼室と連通する一方、後端
部を前記蓄熱室に連通させてバーナ部を形成するととも
に、前記混合室の入口近傍に燃料供給管を配置し、か
つ、前記燃焼室にパイロットバーナを配置したことを特
徴とする予混合型蓄熱式交番燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000334509A JP4165993B2 (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | 予混合型蓄熱式交番燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000334509A JP4165993B2 (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | 予混合型蓄熱式交番燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002139217A true JP2002139217A (ja) | 2002-05-17 |
| JP4165993B2 JP4165993B2 (ja) | 2008-10-15 |
Family
ID=18810412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000334509A Expired - Lifetime JP4165993B2 (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | 予混合型蓄熱式交番燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4165993B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215667A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Chugai Ro Co Ltd | 連続加熱炉 |
| JP2012189241A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Niimi Sangyo Kk | 蓄熱式バーナ炉 |
| WO2013018147A1 (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | ロザイ工業株式会社 | リジェネレイティブバーナ |
| CN104791797A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-07-22 | 济南大学 | 一种蓄热式烧嘴 |
| JP5795105B1 (ja) * | 2014-06-23 | 2015-10-14 | ニイミ産業株式会社 | 蓄熱式バーナ炉 |
| CN106871119A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-06-20 | 云南航天工业有限公司 | 一种带空气预热系统的油、气两用燃烧器 |
| WO2017175506A1 (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 中外炉工業株式会社 | リジェネバーナ装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104390460B (zh) * | 2014-11-14 | 2016-08-24 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种台车炉用蓄热式燃烧装置 |
-
2000
- 2000-11-01 JP JP2000334509A patent/JP4165993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2013032884A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Rozai Kogyo Kaisha Ltd | リジェネレイティブバーナ |
| CN103502734A (zh) * | 2011-08-02 | 2014-01-08 | Rozai工业株式会社 | 蓄热式烧嘴 |
| CN103502734B (zh) * | 2011-08-02 | 2015-10-21 | Rozai工业株式会社 | 蓄热式烧嘴 |
| JP5795105B1 (ja) * | 2014-06-23 | 2015-10-14 | ニイミ産業株式会社 | 蓄熱式バーナ炉 |
| CN104791797A (zh) * | 2015-03-30 | 2015-07-22 | 济南大学 | 一种蓄热式烧嘴 |
| WO2017175506A1 (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 中外炉工業株式会社 | リジェネバーナ装置 |
| JP2017187208A (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | 中外炉工業株式会社 | リジェネバーナ装置 |
| CN108884996A (zh) * | 2016-04-04 | 2018-11-23 | 中外炉工业株式会社 | 蓄热式燃烧器装置 |
| CN106871119A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-06-20 | 云南航天工业有限公司 | 一种带空气预热系统的油、气两用燃烧器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4165993B2 (ja) | 2008-10-15 |
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