JP2007057162A

JP2007057162A - 円筒内面炎孔バーナ

Info

Publication number: JP2007057162A
Application number: JP2005243775A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ebara; 裕行荏原
Original assignee: Petroleum Energy Center PEC; Dainichi Co Ltd
Current assignee: Dainichi Co Ltd; Japan Petroleum Energy Center JPEC
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2025-08-25
Also published as: JP4291804B2

Abstract

【課題】小型でありながらＮＯｘの排出量を低減することのできる円筒内面炎孔バーナを提供すること。
【解決手段】上面が開口するとともに筒状空間部２を有する有底筒形状のバーナ本体１の内壁に予混合気を噴出する炎孔７の列を上面開口側から底側にかけて複数列設け、少なくとも上面開口側に最も近い炎孔列からは燃焼一次空気比１以下の予混合気を噴出し、その他の炎孔列からは燃焼一次空気比１以上の予混合気を噴出する構成とした。したがって、バーナ底側付近では燃焼一次空気比１以下の希薄予混合気による燃焼を行いＮＯｘの発生を極力抑えるようにしつつ、開口側付近では燃焼一次空気比１以上の過濃予混合気により安定した燃焼を行うようにして、小型かつＮＯｘ排出量の低減を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒内面炎孔バーナに関するものである。

従来、燃焼の際に発生する有害物質の低減が重要課題となっており、中でも、近年においてはＮＯｘの低減の要求が高まってきている。そこで、ＮＯｘを低減するために種々のバーナが考えられているが、その一つとして凹形状のバーナ本体の内壁に炎孔を多数穿設した構造のいわゆる円筒内面炎孔バーナが知られている。

図２は円筒内面炎孔バーナを示した図であって、上部が開口するとともに筒状空間部２２を有する有底筒形状のバーナ本体２１と、燃焼ガスと空気を混合する予混合室２３と、バーナ本体２１の内壁に多数設けられ予混合気が噴出する炎孔２４とを備えた構造となっている。

上述の構成により、火炎は炎孔２４から立ち上るように燃焼するため、筒状空間部２２内には二次空気が供給されにくい構造となっていて、バーナ本体２１の内壁に設けられた炎孔２４付近へはほとんど二次空気は供給されないため、燃焼時に発生するＮＯｘを低くすることができるのである。
特開平９−１５９１１９号公報

ところで、このような円筒内面炎孔バーナにおいては、筒状空間部の直径および容積がＮＯｘの排出量に大きく影響し、そして特に、筒状空間部の直径はＮＯｘ排出量を決める大きな要素であって、本出願人は筒状空間部の直径が大きいほどＮＯｘの排出量が低下することを実験により確認している。つまり、ＮＯｘの排出量を少なくしようとすればするほど、バーナの直径を大きくしなくてはならないため、バーナをコンパクトに構成することが難しくなってしまっていた。

本発明は上記課題を解決するためのもので、小型でありながらＮＯｘの排出量を低減することのできる円筒内面炎孔バーナを提供することを目的とする。

本発明は、上面が開口するとともに筒状空間部を有する有底筒形状のバーナ本体内壁に予混合気を噴出する炎孔の列を上面開口側から底側にかけて複数列有し、少なくとも上面開口側に最も近い炎孔列からは燃焼一次空気比１以下の予混合気を噴出し、その他の炎孔列からは燃焼一次空気比１以上の予混合気を噴出することを特徴とする円筒内面炎孔バーナである。

また、上面が開口するとともに筒状空間部を有する有底筒形状のバーナ本体と、前記バーナ本体の内壁に複数設けられた炎孔と、燃料ガスと空気を予混合する第１予混合室と、前記第１予混合室で予混合された予混合気と空気とを予混合する第２予混合室と、前記第２予混合室に空気を供給する燃焼空気供給口を有し、前記炎孔は第１予混合室の予混合気を噴出する第１炎孔部と第２予混合室の予混合気を噴出する第２炎孔部からなり、第１炎孔部はバーナ本体内壁の開口側に、第２炎孔部はバーナ本体内壁の底側に設けられていることを特徴とする円筒内面炎孔バーナである。

また、前記第２予混合室は筒状空間部と第１予混合室の間に形成され、第１予混合室からの予混合気が流入する予混合気供給通路が設けられていることを特徴とする請求項２記載の円筒内面炎孔バーナである。

また、第１炎孔部からは燃焼一次空気比１以下である過濃予混合気が噴出し、第２炎孔部からは燃焼一次空気比１以上である希薄予混合気が噴出することを特徴とする請求項２または３に記載の円筒内面炎孔バーナである。

上述のように構成することにより、バーナ底面付近に一次空気量の多い予混合ガスを供給して希薄燃焼させ、また開口部付近に一次空気量の少ない予混合気を供給して過濃燃焼させる濃淡燃焼を行うことにより、バーナを大型化せずとも発生するＮＯｘの量をより低減することができる。

好適と考える本発明の最良の形態を、本発明の作用効果を示して簡単に説明する。

本発明は、上面が開口するとともに筒状空間部を有する有底筒形状のバーナ本体の内壁に炎孔を多数穿設した構造のいわゆる円筒内面炎孔バーナであって、バーナ本体内壁の開口側付近と底側付近では混合される一次空気量の異なる予混合気を噴出させて濃淡燃焼するようにしたものである。

すなわち、バーナ本体内壁の底側付近では、一次空気を過剰に混合し燃焼一次空気比を１以上とした希薄予混合気を噴出させて燃焼を行わせる。このように一次空気が過剰に混合された希薄予混合気の火炎は温度が低く、極めてＮＯｘの発生しにくい状態とすることができる。

しかしながら、希薄予混合気は燃料ガスの濃度が低いため燃焼しにくく、不完全燃焼や火炎の吹き飛びが発生しやすいという問題がある。そこで、バーナ本体内壁の開口側付近からは、燃焼一次空気比を１以下とした過濃予混合気を噴出させて燃焼を行うことで、希薄燃焼で燃え残った予混合気をも燃焼させるとともに火炎の吹き飛びを抑えて安定した燃焼状態を実現できることとなる。

したがって、ＮＯｘの発生量が少ないという円筒内面炎孔バーナの特性と形状とを生かして、バーナ底側付近で希薄予混合気による燃焼を行いＮＯｘの発生を極力抑えるようにしつつ、開口側付近では過濃予混合気により安定した燃焼を行うようにして、小型でありながらさらにＮＯｘの排出量の低減が可能となるのである。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

図１は本発明の円筒内面炎孔バーナの断面図であって、バーナ本体１は上面が開口するとともに、その内部に筒状空間部２を有する有底筒形状をなしており、バーナ本体１の内部には、第１予混合室３と第２予混合室４が設けられている。

第１予混合室３は灯油等の石油燃料を気化した気化ガスや都市ガス等に代表される燃料ガスと一次空気とを混合して予混合気を生成し、第２予混合室４は第１予混合室３で生成された予混合気にさらに一次空気を加えて混合した予混合気を生成するようになっていて、第１予混合室３と第２予混合室４は予混合気供給通路５によって連通している。さらに、第２予混合室４の底部には、第２予混合室４に一次空気を取り入れるための一次空気供給孔６が設けられている。

また、バーナ本体１には、筒状空間部２とによって形成された内壁の全周にわたって予混合気を噴出するための多数の炎孔７が列をなすように設けられていて、これら炎孔７は第１予混合室３と連通する第１炎孔部７ａと、第２予混合室４と連通する第２炎孔部７ｂからなり、第１炎孔部７ａはバーナ本体１の内壁の開口側に、第２炎孔部７ｂはバーナ本体１内壁の底側に配置されている。

なお、図１では第１炎孔部７ａは１段、第２炎孔部７ｂは２段の炎孔列から構成されているが、少なくともバーナ本体１の開口側に最も近い炎孔の列が第１炎孔部７ａであればよく、実施例の構成に限るものではない。

さらに、炎孔７には逆火を防止するための網材８がバーナ本体１の内壁の内側から取り付けられている。

上述の構成において、燃焼開始の指示が出されると、燃料ガスが第１予混合室３へ噴出される。すると、周囲の空気も一次空気として第１予混合室３へ引き込まれ、第１予混合室３内では燃料ガスと一次空気が予混合された予混合気が生成される。この予混合気は燃焼一次空気比が１以下の過濃予混合気となるように供給される一次空気量が調整されているものであって、過濃予混合気の一部はバーナ本体１の内壁に設けられた炎孔７のうち開口側に配置されている第１炎孔部７ａより噴出し、その他は予混合気供給通路５から第２予混合室４内に流入する。

また、第２予混合室４には一次空気供給孔６から一次空気が供給されており、予混合気供給通路５を通って第１予混合室３から第２予混合室４内に流入した過濃予混合気は、この一次空気とさらに混合されることで燃焼一次空気比が１以上の希薄予混合気となり、バーナ本体１の内壁に設けられた炎孔７のうち底側に配置されている第２炎孔部７ｂより噴出する。

なお、使用する燃料ガスによって燃焼に適した燃焼一次空気比は異なり、灯油等の石油燃料の場合、燃焼一次空気比は希薄予混合気１．２〜１．６、過濃予混合気０．７〜０．９とすることが望ましい。また、都市ガス等のガス燃料の場合、燃焼一次空気比は希薄予混合気１．１〜１．５、過濃予混合気０．４〜０．８とすることが望ましい。

そして、これら予混合気は図示しない点火装置により点火されて希薄予混合気と過濃予混合気による濃淡燃焼が開始される。

バーナ本体１の底側付近においては希薄予混合気による燃焼が行われ、燃料ガスの濃度が低い希薄燃焼では形成される火炎の温度が低く抑えられるので、発生するＮＯｘの量を低減することができる。しかしその反面、希薄燃焼は燃焼が不安定で、不完全燃焼や火炎の吹き飛びが発生しやすいという問題があるのだが、バーナ本体１の開口側付近からは、過濃予混合気を噴出させるようになっているので、希薄燃焼で燃え残った予混合気をも燃焼させるとともに火炎の吹き飛びを抑えて安定した燃焼状態を実現することができる。

また、円筒内面炎孔バーナでは、火炎は炎孔７から上方に向かって立ち上がるようにして形成されるため、筒状空間部２内には二次空気が供給されにくい構造となっており、バーナ本体１の内壁に設けられた炎孔７付近へはほとんど二次空気は供給されない。つまり、二次空気は火炎の先端付近に供給されるため、他の形状のバーナに比べてＮＯｘの発生量を低く抑えることができる。

したがって、ＮＯｘの発生量が少ない円筒内面炎孔バーナに、その有底筒形状を利用してバーナ本体１の内壁に炎孔７を設け、バーナ本体１の底側付近の炎孔では希薄予混合気による燃焼を行いＮＯｘの発生を極力抑えるようにしつつ、開口側付近の炎孔では過濃予混合気により安定した燃焼を行うようにして、小型でありながらさらにＮＯｘの排出量の低減が可能となるのである。

また、筒状空間部２と第１予混合室３の間に第２予混合室４を形成して、予混合気供給通路５を介して第１予混合室３内の予混合気を第２予混合室４へ流入させる構成とすることで、極めて簡素な構造でありながら濃淡燃焼を行うバーナを提供することができる。

本発明の実施例の円筒内面炎孔バーナの断面図である。従来の円筒内面炎孔バーナの断面図である。

符号の説明

１バーナ本体
２筒状空間部
３第１予混合室
４第２予混合室
５予混合気供給通路
６一次空気供給孔
７炎孔
７ａ第１炎孔部
７ｂ第２炎孔部

Claims

上面が開口するとともに筒状空間部を有する有底筒形状のバーナ本体内壁に予混合気を噴出する炎孔の列を上面開口側から底側にかけて複数列有し、少なくとも上面開口側に最も近い炎孔列からは燃焼一次空気比１以下の予混合気を噴出し、その他の炎孔列からは燃焼一次空気比１以上の予混合気を噴出することを特徴とする円筒内面炎孔バーナ。
上面が開口するとともに筒状空間部を有する有底筒形状のバーナ本体と、前記バーナ本体の内壁に複数設けられた炎孔と、燃料ガスと空気を予混合する第１予混合室と、前記第１予混合室で予混合された予混合気と空気とを予混合する第２予混合室と、前記第２予混合室に空気を供給する燃焼空気供給口を有し、前記炎孔は第１予混合室の予混合気を噴出する第１炎孔部と第２予混合室の予混合気を噴出する第２炎孔部からなり、第１炎孔部はバーナ本体内壁の開口側に、第２炎孔部はバーナ本体内壁の底側に設けられていることを特徴とする円筒内面炎孔バーナ。
前記第２予混合室は筒状空間部と第１予混合室の間に形成され、第１予混合室からの予混合気が流入する予混合気供給通路が設けられていることを特徴とする請求項２記載の円筒内面炎孔バーナ。
第１炎孔部からは燃焼一次空気比１以下である過濃予混合気が噴出し、第２炎孔部からは燃焼一次空気比１以上である希薄予混合気が噴出することを特徴とする請求項２または３に記載の円筒内面炎孔バーナ。