JP2002168412A - バーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料の微粒化を促進して噴霧性能を向上し
得、ＮＯｘ並びに煤塵の発生を抑制し得ると共に、バー
ナチップの外径寸法を大きくせずに、大容量化を図り得
るバーナを提供する。 【解決手段】 内側チップ２２ｂに形成される互いに隣
り合う複数の燃料旋回溝２５を、隣接する燃料旋回溝２
５の接合部における燃料が同一方向へ流れて各燃料旋回
溝２５に沿い旋回流となるよう、接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バーナに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図３はボイラに用いられるバーナ装置の
一例を示すものであって、ボイラ炉壁１に形成されたバ
ーナスロート２の中心部に、重油やオリマルジョン等の
液体燃料を蒸気や空気等の噴霧媒体により霧状に噴射し
て燃焼させるバーナ３を配設すると共に、軽油等の点火
用燃料を蒸気や空気等の噴霧媒体により霧状に噴射して
燃焼させる点火トーチ４と、該点火トーチ４の着火用の
点火プラグ５とを、前記バーナ３の近傍位置に設けられ
た挿入筒６内に抜き挿し可能に配設したものである。

【０００３】尚、図３中、７は燃焼用の二次空気、８は
二次空気７に旋回力を与えるためのレジスタベーンであ
る。

【０００４】前記バーナ３は、一般に、図４〜図７に示
される如く、内部に重油やオリマルジョン等の液体燃料
の燃料供給流路９と蒸気等の噴霧媒体供給流路１０とが
設けられた筒状のバーナ本体１１の先端に、前記燃料供
給流路９に連通する燃料流路１２と、前記噴霧媒体供給
流路１０に連通する噴霧媒体流路１３とが形成されたノ
ズルボディ１４を設け、該ノズルボディ１４の先端に、
前記燃料流路１２に連通する燃料オリフィス部１５と、
前記噴霧媒体流路１３に連通する噴霧媒体通過孔１６と
が穿設されたオリフィスプレート１７を配設すると共
に、該オリフィスプレート１７の先端に、前記噴霧媒体
通過孔１６に連通して噴霧媒体が供給される噴霧媒体空
間１８と、該噴霧媒体空間１８の外周側に位置し且つ燃
料オリフィス部１５に連通して燃料が供給される燃料空
間１９と、前記噴霧媒体空間１８に供給された噴霧媒体
が導入されるよう軸心に対して所要の角度で放射状に延
びて先端部に開口する複数の噴射孔２０と、前記燃料空
間１９に連通し且つ前記噴射孔２０の中途位置へ通じる
燃料供給孔２１とを有するバーナチップ２２を配設し、
前記オリフィスプレート１７とバーナチップ２２とを、
前記ノズルボディ１４に螺着されるチップナット２３に
よりノズルボディ１４に固定してなる構成を有してい
る。

【０００５】前述の如きバーナ装置においては、先ず、
点火トーチ４と点火プラグ５とを挿入筒６内に挿入し、
該点火トーチ４と点火プラグ５の先端部を挿入筒６の先
端開口から突出させてバーナ３の先端部近傍に位置させ
た状態で、点火トーチ４に点火用燃料と噴霧媒体とを導
いて両者を混合噴射させ、点火プラグ５により着火し、
次いで、バーナ３に燃料と噴霧媒体とを導いて混合噴射
させ、前記点火トーチ４の火炎を着火源としてバーナ３
に点火させるようになっている。

【０００６】前記バーナ３の場合、図４に示される如
く、噴霧媒体を噴霧媒体供給流路１０から噴霧媒体流路
１３と噴霧媒体通過孔１６とを経てバーナチップ２２の
噴霧媒体空間１８へ供給し、該噴霧媒体空間１８から噴
射孔２０へ導くと共に、燃料を燃料供給流路９から燃料
流路１２と燃料オリフィス部１５とを経てバーナチップ
２２の燃料空間１９へ供給し、該燃料空間１９から燃料
供給孔２１を介して噴射孔２０へ導くことにより、該噴
射孔２０内で噴霧媒体と燃料とが混合され、噴霧媒体の
圧力によって燃料が噴射孔２０から霧状に噴射され、前
記点火トーチ４の火炎により着火され燃焼が行われる。

【０００７】尚、前記バーナ３に点火され燃料の燃焼が
開始されたら、前記点火トーチ４に対する点火用燃料並
びに噴霧媒体の供給を停止し、点火トーチ４を消火した
後、該点火トーチ４及び点火プラグ５を挿入筒６から引
き抜き、バーナ３による燃焼を継続するようになってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き従来のバーナ３では、バーナチップ２２の噴射孔２
０内を直進する噴霧媒体に対し、単に燃料を燃料供給孔
２１から噴射孔２０内へ導いて合流させるだけであるた
め、噴射孔２０出口部において燃料が均一に分布せずに
噴霧され、噴霧粒径の比較的大きな燃料が偏在する形と
なり、燃料の良好な噴霧粒径を維持することが難しく、
ＮＯｘ並びに煤塵の増加につながるという不具合を有し
ていた。

【０００９】このため、本発明者等は、上記不具合を解
消するために、燃料の微粒化を促進して噴霧性能を向上
し得、ＮＯｘ並びに煤塵の発生を抑制し得るバーナを発
明し、既に出願している。

【００１０】本発明者等が発明したバーナは、図８〜図
１５に示されるようなものであって、図中、図３〜図７
と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、バ
ーナチップ２２を、軸心に対して所要の角度で放射状に
延びて先端部に開口する複数の噴射孔２０が穿設された
外側チップ２２ａ（図８及び図９〜図１１参照）と、該
外側チップ２２ａの内側に一体に嵌合され且つ外側チッ
プ２２ａとの間で燃料が供給される燃料空間１９を形成
する内側チップ２２ｂ（図８及び図１２〜図１５参照）
とによって構成し、該内側チップ２２ｂの基端側中心部
に、噴霧媒体が供給される噴霧媒体空間１８を形成し、
前記内側チップ２２ｂの先端側所要箇所に、噴霧媒体空
間１８に供給された噴霧媒体を噴射孔２０へ導くための
噴霧媒体吐出孔２４を穿設すると共に、燃料空間１９に
供給された燃料を噴霧媒体吐出孔２４の外周部における
接線方向へ流入させ旋回させつつ噴霧媒体と合流させて
噴射孔２０へ導くための燃料旋回溝２５を形成してなる
構成を有している。

【００１１】前記外側チップ２２ａと内側チップ２２ｂ
の互いに対向する面には、円周方向における位置決め用
のピン２６が嵌入される穴２７ａ，２７ｂを設けてあ
り、内側チップ２２ｂの穴２７ｂに予めピン２６の基端
部を嵌入した状態で、該ピン２６の先端部が外側チップ
２２ａの穴２７ａに嵌入されるよう、外側チップ２２ａ
の内側に内側チップ２２ｂを一体に嵌合させることによ
り、外側チップ２２ａに対する内側チップ２２ｂの円周
方向における位置決めがなされ、外側チップ２２ａの噴
射孔２０と内側チップ２２ｂの噴霧媒体吐出孔２４とが
連通するようにしてある。

【００１２】尚、前記外側チップ２２ａと内側チップ２
２ｂとの一体化は、外側チップ２２ａを加熱・膨張させ
た状態で内側チップ２２ｂを嵌合させる焼ばめ、或いは
内側チップ２２ｂを冷却・収縮させた状態で外側チップ
２２ａに対して嵌合させる冷しばめを用いるようにして
ある。

【００１３】前記バーナ３の場合、図８に示される如
く、噴霧媒体は噴霧媒体供給流路１０から噴霧媒体流路
１３と噴霧媒体通過孔１６とを経てバーナチップ２２の
噴霧媒体空間１８へ供給され、該噴霧媒体空間１８に供
給された噴霧媒体は、噴霧媒体吐出孔２４を介して噴射
孔２０へ導かれると共に、燃料は燃料供給流路９から燃
料流路１２と燃料オリフィス部１５とを経てバーナチッ
プ２２の燃料空間１９へ供給され、該燃料空間１９に供
給された燃料は、燃料旋回溝２５を介して噴霧媒体吐出
孔２４の外周部における接線方向へ流入し旋回しつつ噴
霧媒体と合流して噴射孔２０へ導かれ、これより、噴射
孔２０内で噴霧媒体と燃料とが均一に混合され、噴霧媒
体の圧力によって燃料が噴射孔２０から霧状に噴射さ
れ、燃焼が行われる。

【００１４】この結果、従来のバーナ３のように、バー
ナチップ２２の噴射孔２０内を直進する噴霧媒体に対
し、単に燃料を燃料供給孔２１から噴射孔２０内へ導い
て合流させるのとは異なり、燃料が噴射孔２０内で均一
に分布して噴霧され、噴霧粒径の大きな燃料が偏在しな
くなり、燃料の良好な噴霧粒径を維持することが可能と
なり、ＮＯｘ並びに煤塵が発生しにくくなる。

【００１５】ところで、前述の如きバーナ３において
は、バーナチップ２２の外径寸法を大きくせずに、バー
ナ３を大容量化する要求が出てきており、これに対応す
べく、図１６に示されるように、噴霧媒体吐出孔２４並
びに燃料旋回溝２５を大きくした場合、互いに隣り合う
複数の燃料旋回溝２５が接してしまい、隣接する燃料旋
回溝２５における燃料の旋回流が互いに阻害される形と
なり、バーナチップ２２の製作上並びに性能上、新たな
問題となっていた。

【００１６】本発明は、斯かる実情に鑑み、燃料の微粒
化を促進して噴霧性能を向上し得、ＮＯｘ並びに煤塵の
発生を抑制し得ると共に、バーナチップの外径寸法を大
きくせずに、大容量化を図り得るバーナを提供しようと
するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、バーナチップ
に穿設された複数の噴射孔から噴霧媒体の圧力によって
燃料を霧状に噴射するようにしたバーナであって、バー
ナチップを、軸心に対して所要の角度で放射状に延びて
先端部に開口する複数の噴射孔が穿設された外側チップ
と、該外側チップの内側に一体に嵌合され且つ外側チッ
プとの間で燃料が供給される燃料空間を形成する内側チ
ップとによって構成し、該内側チップの基端側中心部
に、噴霧媒体が供給される噴霧媒体空間を形成し、前記
内側チップの先端側所要箇所に、噴霧媒体空間に供給さ
れた噴霧媒体を噴射孔へ導くための噴霧媒体吐出孔を穿
設すると共に、燃料空間に供給された燃料を噴霧媒体吐
出孔の外周部における接線方向へ流入させ旋回させつつ
噴霧媒体と合流させて噴射孔へ導くための燃料旋回溝を
形成し、且つ互いに隣り合う複数の燃料旋回溝を、隣接
する燃料旋回溝の接合部における燃料が同一方向へ流れ
て各燃料旋回溝に沿い旋回流となるよう、接合したこと
を特徴とするバーナにかかるものである。

【００１８】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１９】本発明のバーナの場合、バーナチップの噴
霧媒体空間に供給された噴霧媒体は、噴霧媒体吐出孔を
介して噴射孔へ導かれると共に、バーナチップの燃料空
間に供給された燃料は、隣接する燃料旋回溝の接合部へ
導かれて噴霧媒体吐出孔の外周部における接線方向へ流
入し旋回しつつ噴霧媒体と合流して噴射孔へ導かれ、こ
れより、噴射孔内で噴霧媒体と燃料とが均一に混合さ
れ、噴霧媒体の圧力によって燃料が噴射孔から霧状に噴
射され、燃焼が行われる。

【００２０】この結果、従来のバーナのように、バーナ
チップの噴射孔内を直進する噴霧媒体に対し、単に燃料
を燃料供給孔から噴射孔内へ導いて合流させるのとは異
なり、燃料が噴射孔内で均一に分布して噴霧され、噴霧
粒径の大きな燃料が偏在しなくなり、燃料の良好な噴霧
粒径を維持することが可能となり、ＮＯｘ並びに煤塵が
発生しにくくなると共に、噴霧媒体吐出孔並びに燃料旋
回溝を大きくして、互いに隣り合う複数の燃料旋回溝を
接合させても、隣接する燃料旋回溝における燃料の旋回
流が互いに阻害されることはなく、バーナチップの外径
寸法を大きくせずに、バーナを大容量化することが可能
となり、バーナチップの製作上並びに性能上も問題はな
くなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２２】図１は本発明を実施する形態の第一の例で
あって、図中、図８〜図１６と同一の符号を付した部分
は同一物を表わしており、基本的な構成は図８〜図１６
に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするとこ
ろは、図１に示す如く、内側チップ２２ｂに形成される
互いに隣り合う複数の燃料旋回溝２５を、隣接する燃料
旋回溝２５の接合部における燃料が同一方向へ流れて各
燃料旋回溝２５に沿い旋回流となるよう、接合した点に
ある。

【００２３】本図示例の場合、内側チップ２２ｂには、
その円周方向における上下位置に四個ずつ計八個の噴霧
媒体吐出孔２４を穿設し且つ各噴霧媒体吐出孔２４の外
周部にそれぞれ燃料旋回溝２５を形成してあり、上下に
位置する互いに隣り合う四個ずつの燃料旋回溝２５をそ
れぞれ接合し、該接合した四個の燃料旋回溝２５のうち
両側に位置する二個ずつの燃料旋回溝２５を一組とし
て、その接合箇所から接線方向へ延びて燃料空間１９
（図８参照）と連通する部分を一体化することにより、
前記燃料空間１９に供給された燃料を、隣接する燃料旋
回溝２５の接合部へ導いて噴霧媒体吐出孔２４の外周部
における接線方向へ流入させ旋回させつつ噴霧媒体と合
流させて噴射孔２０へ導くようにしてある。

【００２４】尚、二個一組として一体化された燃料旋回
溝２５の接線方向へ延びる部分の幅寸法は、一個の燃料
旋回溝２５の接線方向へ延びる部分の幅寸法をＷとした
場合、２Ｗとしてある。

【００２５】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２６】図１に示す内側チップ２２ｂを備えたバー
ナ３の場合、図８に示されるように、噴霧媒体は噴霧媒
体供給流路１０から噴霧媒体流路１３と噴霧媒体通過孔
１６とを経てバーナチップ２２の噴霧媒体空間１８へ供
給され、該噴霧媒体空間１８に供給された噴霧媒体は、
噴霧媒体吐出孔２４を介して噴射孔２０へ導かれると共
に、燃料は燃料供給流路９から燃料流路１２と燃料オリ
フィス部１５とを経てバーナチップ２２の燃料空間１９
へ供給され、該燃料空間１９に供給された燃料は、図１
に示すように、隣接する燃料旋回溝２５の接合部へ導か
れて噴霧媒体吐出孔２４の外周部における接線方向へ流
入し旋回しつつ噴霧媒体と合流して噴射孔２０（図８参
照）へ導かれ、これより、噴射孔２０内で噴霧媒体と燃
料とが均一に混合され、噴霧媒体の圧力によって燃料が
噴射孔２０から霧状に噴射され、燃焼が行われる。

【００２７】この結果、従来のバーナ３のように、バー
ナチップ２２の噴射孔２０内を直進する噴霧媒体に対
し、単に燃料を燃料供給孔２１から噴射孔２０内へ導い
て合流させるのとは異なり、燃料が噴射孔２０内で均一
に分布して噴霧され、噴霧粒径の大きな燃料が偏在しな
くなり、燃料の良好な噴霧粒径を維持することが可能と
なり、ＮＯｘ並びに煤塵が発生しにくくなると共に、図
１に示すように、噴霧媒体吐出孔２４並びに燃料旋回溝
２５を大きくして、互いに隣り合う複数の燃料旋回溝２
５を接合させても、隣接する燃料旋回溝２５における燃
料の旋回流が互いに阻害されることはなく、バーナチッ
プ２２の外径寸法を大きくせずに、バーナ３を大容量化
することが可能となり、バーナチップ２２の製作上並び
に性能上も問題はなくなる。

【００２８】こうして、燃料の微粒化を促進して噴霧性
能を向上し得、ＮＯｘ並びに煤塵の発生を抑制し得ると
共に、バーナチップ２２の外径寸法を大きくせずに、大
容量化を図り得る。

【００２９】図２は本発明を実施する形態の第二の例で
あって、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物
を表わしており、円周方向における上下位置に三個ずつ
計六個の噴霧媒体吐出孔２４を穿設し且つ各噴霧媒体吐
出孔２４の外周部にそれぞれ燃料旋回溝２５を形成して
ある内側チップ２２ｂにおいて、上下に位置する互いに
隣り合う三個ずつの燃料旋回溝２５をそれぞれ接合し、
該接合した三個の燃料旋回溝２５のうち片側に位置する
二個の燃料旋回溝２５を一組として、その接合箇所から
接線方向へ延びて燃料空間１９（図８参照）と連通する
部分を一体化すると共に、残りの一個の燃料旋回溝２５
の反接合側を接線方向へ延ばして燃料空間１９（図８参
照）と連通させることにより、前記燃料空間１９に供給
された燃料を、隣接する燃料旋回溝２５の接合部へ導い
て噴霧媒体吐出孔２４の外周部における接線方向へ流入
させ旋回させつつ噴霧媒体と合流させて噴射孔２０へ導
くようにしたものである。

【００３０】尚、二個一組として一体化された燃料旋回
溝２５の接線方向へ延びる部分の幅寸法２Ｗは、一個の
燃料旋回溝２５の接線方向へ延びる部分の幅寸法Ｗの二
倍としてある。

【００３１】図２に示す例のように内側チップ２２ｂを
形成してバーナ３を構成した場合にも、燃料が噴射孔２
０（図８参照）内で均一に分布して噴霧され、噴霧粒径
の大きな燃料が偏在しなくなり、燃料の良好な噴霧粒径
を維持することが可能となり、ＮＯｘ並びに煤塵が発生
しにくくなると共に、噴霧媒体吐出孔２４並びに燃料旋
回溝２５を大きくして、互いに隣り合う複数の燃料旋回
溝２５を接合させても、隣接する燃料旋回溝２５におけ
る燃料の旋回流が互いに阻害されることはなく、バーナ
チップ２２の外径寸法を大きくせずに、バーナ３を大容
量化することが可能となり、バーナチップ２２の製作上
並びに性能上も問題はなくなる。

【００３２】こうして、図２に示す例の場合も、図１に
示す例の場合と同様、燃料の微粒化を促進して噴霧性能
を向上し得、ＮＯｘ並びに煤塵の発生を抑制し得ると共
に、バーナチップ２２の外径寸法を大きくせずに、大容
量化を図り得る。

【００３３】尚、本発明のバーナは、上述の図示例にの
み限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のバーナに
よれば、燃料の微粒化を促進して噴霧性能を向上し得、
ＮＯｘ並びに煤塵の発生を抑制し得ると共に、バーナチ
ップの外径寸法を大きくせずに、大容量化を図り得ると
いう優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の第一の例における内側
チップの正面図である。

【図２】本発明を実施する形態の第二の例における内側
チップの正面図である。

【図３】ボイラに用いられるバーナ装置の一例を表わす
全体概要構成図である。

【図４】従来のバーナの一例を表わす側断面図であっ
て、図３のＩＶ部拡大断面相当図である。

【図５】従来のバーナの一例におけるバーナチップの側
断面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。

【図８】本発明者等が既に発明しているバーナの一例を
表わす側断面図である。

【図９】図８に示すバーナの一例における外側チップの
側断面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視図である。

【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ矢視図である。

【図１２】図８に示すバーナの一例における内側チップ
の側断面図である。

【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視図である。

【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ矢視図である。

【図１５】図１２のＸＶ−ＸＶ矢視図である。

【図１６】バーナの大容量化に伴って噴霧媒体吐出孔並
びに燃料旋回溝を大きくした場合に、互いに隣り合う複
数の燃料旋回溝が接した状態を表わす内側チップの正面
図である。

【符号の説明】

３ バーナ １８ 噴霧媒体空間 １９ 燃料空間 ２０ 噴射孔 ２１ 燃料供給孔 ２２ バーナチップ ２２ａ 外側チップ ２２ｂ 内側チップ ２４ 噴霧媒体吐出孔 ２５ 燃料旋回溝

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K052 GA06 GA07 GB04 GC03 GD06 3K056 AA06 AC03 CA02 CB04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナチップに穿設された複数の噴射孔
   から噴霧媒体の圧力によって燃料を霧状に噴射するよう
   にしたバーナであって、 バーナチップを、軸心に対して所要の角度で放射状に延
   びて先端部に開口する複数の噴射孔が穿設された外側チ
   ップと、該外側チップの内側に一体に嵌合され且つ外側
   チップとの間で燃料が供給される燃料空間を形成する内
   側チップとによって構成し、該内側チップの基端側中心
   部に、噴霧媒体が供給される噴霧媒体空間を形成し、前
   記内側チップの先端側所要箇所に、噴霧媒体空間に供給
   された噴霧媒体を噴射孔へ導くための噴霧媒体吐出孔を
   穿設すると共に、燃料空間に供給された燃料を噴霧媒体
   吐出孔の外周部における接線方向へ流入させ旋回させつ
   つ噴霧媒体と合流させて噴射孔へ導くための燃料旋回溝
   を形成し、且つ互いに隣り合う複数の燃料旋回溝を、隣
   接する燃料旋回溝の接合部における燃料が同一方向へ流
   れて各燃料旋回溝に沿い旋回流となるよう、接合したこ
   とを特徴とするバーナ。